【正文】 通等尖端工業(yè)在內(nèi)的眾多領(lǐng)域得到成功應(yīng)用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用的研發(fā)一直是復(fù)合材料領(lǐng)域的重要研究方向。 先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用水平被世界公認(rèn)為衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。因此，先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料眾所周知，成型工藝對(duì)復(fù)合材料的質(zhì)量、性能及成本起著至關(guān)重要的作用。 樹(shù)脂工藝在首飾中的運(yùn)用研究現(xiàn)狀及研究方法綜述3樹(shù)脂工藝在首飾中的運(yùn)用相關(guān)理論研究4樹(shù)脂工藝材料與工藝流程研究5樹(shù)脂工藝材料與具體圖案的結(jié)合探討6總結(jié)7參考文獻(xiàn)8致謝 RTM 工藝 RTM 工藝基本原理 RTM是70年代發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料成型新工藝，其基本原理，即在一定的溫度和壓力下，低粘度的液體樹(shù)脂被注入鋪有預(yù)成型坯（增強(qiáng)材料）的模腔中，浸漬纖維后固化成型，最后脫模。由于預(yù)成型坯的加工、樹(shù)脂的注入和固化可分開(kāi)進(jìn)行，所以RTM工藝具有高度的靈活性和組合性，便于實(shí)現(xiàn)材料設(shè) 計(jì)，同時(shí)使得操作工藝簡(jiǎn)單。 RTM工藝的注射操作一般要求在樹(shù)脂凝膠時(shí)間的1/41/2倍的時(shí)間內(nèi)完成，傳遞時(shí)間為215min。為脫除模腔內(nèi)的氣泡，促進(jìn)樹(shù)脂的流動(dòng)和改善浸漬性，還發(fā)展了一種在注入樹(shù)脂的同時(shí)抽真空的新工藝—真空輔助RTM工藝（VARTM）。 RTM 工藝特點(diǎn) RTM工藝是目前綜合指標(biāo)最佳的復(fù)合材料成型工藝之一，與其它成型工藝相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 所需操作空間小，原材料利用率高，基本投資與生產(chǎn)成本較低； 2) 制品表面質(zhì)量高，光潔度好，尺寸精度高，孔隙率低（%）； 3) 可使用多種形式的增強(qiáng)材料（不定向材料、紡織纖維和編織物），所用纖維含量可高達(dá)5060wt%，適用于厚的三維織物作增強(qiáng)體的復(fù)合材料成型； 4) 制品設(shè)計(jì)自由度大，不僅優(yōu)于熱壓罐成型工藝，也優(yōu)于長(zhǎng)絲纏繞成型工藝和拉擠成型工藝； 5) 固化工藝簡(jiǎn)單，沒(méi)有保壓、放氣的要求； 6) 模具和產(chǎn)品可采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，大大縮短了更新周期；模具可選用各種材料，易于制造； 7) 成型過(guò)程在密閉條件下進(jìn)行，可減少有害成分對(duì)人體和環(huán)境的傷害。 RTM 工藝對(duì)樹(shù)脂體系的要求 影響RTM成型工藝的因素包括增強(qiáng)材料（纖維及織物類(lèi)型、表面處理、鋪放程序、體積含量）、樹(shù)脂特性、模具結(jié)構(gòu)、熱特性及溫度、注入壓力、輔助真空和環(huán)境條件，其中樹(shù)脂特性是RTM工藝的關(guān)鍵。RTM工藝對(duì)樹(shù)脂體系的要求如下： 1) 在室溫或較低溫度下具有低粘度（s，s為最佳），且具有一定的適用期； 2) 樹(shù)脂對(duì)增強(qiáng)材料具有良好的浸漬性、粘附性和匹配性； 3) 樹(shù)脂體系具有良好的固化反應(yīng)性，固化溫度不應(yīng)過(guò)高，且有適宜的固化速度；在固化過(guò)程中不產(chǎn)生揮發(fā)物，無(wú)不良副反應(yīng)。 RTM 工藝研究進(jìn)展 在RTM工藝發(fā)展過(guò)程中，VARTM的開(kāi)發(fā)成功可謂具有里程碑意義，它是“因改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的要求而得到普遍應(yīng)用的技術(shù)”。這一技術(shù)的應(yīng)用不僅增加了樹(shù)脂傳遞動(dòng)力，排除了模具及樹(shù)脂中的氣泡和水份，更重要的是為樹(shù)脂在模腔中的流動(dòng)打開(kāi)了通道，形成了完整的通路。 預(yù)成型技術(shù)是RTM工藝的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)質(zhì)量要求高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品來(lái)說(shuō)這一技術(shù)顯得尤為重要。它大致可分為手工鋪層、紡織法、針織法、熱成型原絲氈法和預(yù)成型定向氈法等五種類(lèi)型。在該領(lǐng)域，C. A. Lawton公司的Compform工藝處于領(lǐng)先地位，所得預(yù)成型件具有滲透性好、耐沖刷、充模容易、與樹(shù)脂相容性好、可成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)、效率高等優(yōu)。此外，該公司還發(fā)展了粘接法預(yù)成型坯技術(shù)，采用的Stypol XP44A81251B粘接劑含有熱固性聚合物，其對(duì)特定波長(zhǎng)的電磁波很敏感，受到照射將被活化，幾秒內(nèi)就能完成固化。最近，瑞Aplicator公司推出了P24預(yù)成型系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有玻纖粘接固化快、切割速度快、玻纖長(zhǎng)度可調(diào)等特點(diǎn)，同時(shí)引入了電腦控制的機(jī)械手等輔助設(shè)備，大大提高了效率。比利時(shí)Syncolas公司則推出了專(zhuān)用于預(yù)成型三維連續(xù)玻纖氈的Multimat技術(shù)。 瑞典Aplicator公司由于采用了P24預(yù)成型系統(tǒng)與RI210RTM裝置相結(jié)合的工藝，使得生產(chǎn)高效率和自動(dòng)化程度向前邁進(jìn)了一大步。但采用這一技術(shù)，設(shè)備費(fèi)昂貴，制品成本高。英國(guó)Concargo公司推出的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的RTM工藝moldbywire則具有成本較低、模塑周期短的優(yōu)點(diǎn)，可批量高效高質(zhì)生產(chǎn)玻璃鋼制品。目前Ford公司已采用這一技術(shù)生產(chǎn)了Ford Transit貨車(chē)的高頂。此外，英國(guó)Plastech公司的Smartcore RTM工藝和法國(guó)Sotira公司的注射壓鑄工藝（ICS）也各有特色。為優(yōu)化和確定RTM工藝條件，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行模擬并建立數(shù)學(xué)模型是必要的。近年來(lái)Young和Wymer提出了等溫和非等溫條件下的二維、三維模內(nèi)流動(dòng)模型，Trochu等人則利用有限元方法對(duì)RTM成型工藝全過(guò)程進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬。此外，也有學(xué)者對(duì)模腔內(nèi)樹(shù)脂的壓力分布、溫度分布及固化度進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)注 模時(shí)間、注射過(guò)程的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析并建立數(shù)學(xué)模型。模型的建立和模擬工作的開(kāi)展有助于人們通過(guò)均勻布置注射澆口和排氣口確保樹(shù)脂能夠完全充模，通過(guò)模腔內(nèi)樹(shù)脂的壓力分布信息核實(shí)充模過(guò)程中模具的整體性，利用充模時(shí)間有關(guān)信息優(yōu)選生產(chǎn)周期。2 樹(shù)脂工藝材料和圖形的創(chuàng)意設(shè)計(jì) 樹(shù)脂工藝材料和圖案的不同表現(xiàn)方式　　 （樹(shù)脂畫(huà)） （手辦模型） RTM 工藝用高性能改性 BDCE 樹(shù)脂的研究 前言 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)材料的應(yīng)用提出了更高的要求。先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度、高比模量、突出的耐熱性以及優(yōu)異的破損安全性等優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的眾多尖端領(lǐng)域中扮演著不可或缺的重要角色[81]。 眾所周知，先進(jìn)復(fù)合材料制品具有優(yōu)良的性能，但是成本很高，從而限制了它們的廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料制品的成本由設(shè)計(jì)成本、原材料成本和制造成本構(gòu)成，其中制造成本所占的比重很大，所以先進(jìn)復(fù)合材料的低成本制造技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料領(lǐng)域中令人矚目的新發(fā)展動(dòng)向。它打破了長(zhǎng)久以來(lái)高性能復(fù)合材料必然有高制造成本的慣例，使高性能復(fù)合材料能夠普及于民用領(lǐng)域。樹(shù)脂傳遞模塑（RTM）工藝正是在這一思想指導(dǎo)下出現(xiàn)的先進(jìn)的復(fù)合材料制造工藝之一。 到目前為止，先進(jìn)復(fù)合材料用 RTM 技術(shù)已取得了很大進(jìn)展。然而，對(duì)于高性能樹(shù)脂基體的開(kāi)發(fā)研究仍然是 RTM 技術(shù)研究領(lǐng)域一個(gè)非常重要的課題，這是因?yàn)楝F(xiàn)階段大多數(shù)常用的高性能樹(shù)脂基體均具有成型溫度下粘度高的缺點(diǎn)，難以應(yīng)用于 RTM 工藝。雖然增加溫度可以達(dá)到降低粘度的效果，卻會(huì)加大樹(shù)脂反應(yīng)性并縮短其工藝窗口，所以更實(shí)用可行的方法是加入活性稀釋劑。如 O,O’二烯丙基雙酚A（DBA）和 N,N’二烯丙基對(duì)苯二胺等作為活性稀釋劑加入到 N,N’雙馬來(lái)酰亞胺基二苯甲烷（BDM）中可以合成一種適用于 RTM 工藝的新型改性樹(shù)脂基體[82]。 如第一章所述，雖然 BDCE 樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)了 CE 和 BMI 兩種樹(shù)脂性能的優(yōu)優(yōu)結(jié)合，具有光明的發(fā)展前景，但 BDCE 樹(shù)脂的粘度高，且需在較高溫度下成型，因而不能采用 RTM 工藝成型復(fù)合材料。此外，其韌性還有待進(jìn)一步提高。為了克服BDCE 樹(shù)脂存在的這些問(wèn)題，本文提出超支化聚硅氧烷（HBPSi）改性 BDCE 樹(shù)脂以獲得 RTM 工藝用高性能樹(shù)脂的新思路。 復(fù)合材料有三個(gè)重要組成部分，即基體、增強(qiáng)材料和界面。其中界面是樹(shù)脂基體與增強(qiáng)材料的橋梁，它不僅影響復(fù)合材料的力學(xué)性能，而且對(duì)其介電性能、熱性能和耐濕性能等也產(chǎn)生十分重要的影響。而 RTM 工藝能否制得先進(jìn)復(fù)合材料不僅與樹(shù)脂基體等因素有關(guān)，還取決于成型過(guò)程中樹(shù)脂基體對(duì)增強(qiáng)材料的浸潤(rùn)程 16度和結(jié)合力，該過(guò)程直接影響復(fù)合材料成型后樹(shù)脂基體與增強(qiáng)材料之間的界面作用力，進(jìn)而影響最終制品的綜合性能。 為驗(yàn)證改性后樹(shù)脂體系與增強(qiáng)材料玻璃纖維制成的復(fù)合材料是否具有優(yōu)于BDCE 樹(shù)脂基復(fù)合材料的優(yōu)異性能，本文采用 RTM 成型工藝制備玻璃纖維增強(qiáng)改性樹(shù)脂基復(fù)合材料，并與 BDCE 樹(shù)脂基復(fù)合材料的各項(xiàng)性能進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比研究。探究了樹(shù)脂基體與增強(qiáng)材料之間的界面作用力，并討論界面作用力對(duì)復(fù)合材料物理機(jī)械性能的影響，為先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料的研究與開(kāi)發(fā)提供新的理論和實(shí)踐依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)部分 主要原料和實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)所用的主要原料如表 21 所示。 表 21 主要原料 名稱 規(guī) 格 生產(chǎn)廠家 γ（2，3環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560） 工業(yè)品 南京能德化工有限公司 N,N’二氨基二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺（BDM） 工業(yè)品 西安雙馬新材料有限公司