環(huán)氧復(fù)合材料低溫固化劑研究進(jìn)展

    東南化工研究所研制的WF一BT一40及WF-BT一70環(huán)氧固化劑屬于醚類改性催化型固化劑，該類固化劑韌性好，低毒，粘度低，和環(huán)氧相容性好，加入環(huán)氧量的巧份時(shí)固化物能獲得良好的力學(xué)性能。兩體系在40℃和70℃下室溫適用期達(dá)sh以上，而超過(guò)40℃和70℃后則可較快凝膠和固化。李海東Il9]利用WF一BT一0為固化劑研究了一種適于以PE為內(nèi)膽的濕法纏繞水容器環(huán)氧體系，該體系在室溫下適用期長(zhǎng)，在較低溫度(55℃)下可固化，纏繞層力學(xué)性能優(yōu)異，纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率達(dá)85%，非常適宜低溫濕法纏繞環(huán)氧體系。利用WF一B下70替代酸醉類固化劑來(lái)制備纏繞厚壁管道如反滲透膜殼可以大幅降低固化溫度，減少高溫固化殘余內(nèi)應(yīng)力，極大節(jié)約成本和縮短生產(chǎn)周期。
    謝瑞廣國(guó)利用新型的液體芳香胺類固化劑二甲硫基甲苯二胺與4，4，一二胺基二苯甲烷(DDM)共混研制了一種用于濕法纏繞的火箭發(fā)射筒用低溫固化環(huán)氧樹脂體系。該環(huán)氧體系較好地解決了適用期和高活性矛盾，室溫適用期長(zhǎng)達(dá)10h以上，而在接近100℃時(shí)又具有很高的反應(yīng)活性。澆鑄體綜合性能較好，適合火箭發(fā)射筒濕法纏繞應(yīng)用。
    蘇祖君利用自制改性液態(tài)芳香胺研制的一種低粘度次中溫固化環(huán)氧樹脂體系，該體系表觀固化反應(yīng)活化能為38.54kJ/mol，反應(yīng)級(jí)數(shù)為0.84，室溫適用期6h，固化工藝為70℃/Zh+90℃/6h，綜合性能優(yōu)良，適于復(fù)合材料濕法纏繞成型。
    趙升龍通過(guò)選擇合適的促進(jìn)劑及其用量，確定了低溫固化環(huán)氧膠膜SY一70的固化體系。研制的膠膜可在75℃下固化，120℃后固化，并具有良好的力學(xué)性能、耐老化性能和貯存性能及較好的強(qiáng)度與韌性，較長(zhǎng)的貯存期、較優(yōu)異的耐老化性能和較好的批次穩(wěn)定性能。
    陳錚研制出了一種用于航天某型號(hào)部件的低溫固化環(huán)氧樹脂體系。其基本組成為環(huán)氧TDE一85、端梭基液體丁睛橡膠增韌劑、氨基硼酸醋型潛伏性固化劑及咪哇和叔胺類棍合促進(jìn)劑。研究表明該體系室溫貯存期不少于4d，100℃時(shí)固化12h可得到較好的力學(xué)性能。
    段華軍以環(huán)氧樹脂E一44為基體樹脂、改性酸配為固化劑，通過(guò)添加一種自制促進(jìn)劑獲得適于RTM工藝的樹脂體系。其室溫下初始粘度僅為0.08Pa·s，且適用期較長(zhǎng)，固化溫度為60℃，150℃后處理。
    此外，聚酞胺類環(huán)氧固化劑如651、650等室溫下也具有較長(zhǎng)的適用期，固化溫度很低，在某些情況下也可作為低溫固化劑使用。
    3結(jié)論
    當(dāng)今，成本過(guò)高已成為復(fù)合材料進(jìn)一步拓展應(yīng)用領(lǐng)域的主要限制條件之一。由于成型過(guò)程中耗能低，不需要耐高溫的輔助材料，低溫固化環(huán)氧樹脂體系作為復(fù)合材料基體可有效降低復(fù)合材料的成本，同時(shí)能降低材料內(nèi)應(yīng)力水平，使復(fù)合材料性能進(jìn)一步改善。隨著全球化能源緊張，發(fā)展低溫固化環(huán)氧復(fù)合材料工藝愈來(lái)愈具有重要意義。
    低溫固化環(huán)氧技術(shù)雖取得不少進(jìn)展，然而，目前的環(huán)氧低溫固化劑還存在不少問(wèn)題，和高溫固化體系相比，室溫儲(chǔ)存期不夠長(zhǎng)，固化產(chǎn)物耐水性、濕熱性能及力學(xué)性能有待改進(jìn)。今后的發(fā)展主要應(yīng)集中在改善固化產(chǎn)物的耐水性和耐濕熱性能方面，以期達(dá)到高溫固化產(chǎn)物的水平，同時(shí)發(fā)展新型的潛伏性固化劑來(lái)改善潛伏性。研究和開發(fā)潛伏期長(zhǎng)、低毒、低成本、快速固化、綜合力學(xué)、耐熱性能良好的高效低溫固化劑是環(huán)氧復(fù)合材料低溫固化劑未來(lái)發(fā)展方向。