RTM用改性硅炔杂化树脂及其复合材料

作者：胡文杰; 张钧钧; 高明宇; 蒋峰光; 刘敏; 周权^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-9.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230524.002

• 硅炔杂化树脂
• 共混改性
• RTM成型工艺
• 固化行为
• 热性能
• 复合材料

RTM成型工艺是一种液体闭模成型工艺，成品表面光滑、安全环保、成本较低，极具发展潜力。硅炔杂化树脂是一种耐高温性能优异的有机无机杂化树脂，在航空航天领域均有广泛应用，但其与纤维的结合性能较差，复合材料力学性能不佳，成为制约其发展应用的主要因素。本文以苯并噁嗪树脂(PBZ)和氨基稀释剂(PAD)共混改性聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)树脂(PSA)，制备了适用于RTM成型工艺的PPA树脂。通过DSC、FTIR、流变仪、旋转黏度计和热重等方法对PPA树脂的RTM成型工艺、固化行为及耐热性能进行分析。结果表明，PPA树脂的加工窗口宽，可以实现RTM成型的目标，但固化温度高于PSA树脂；PPA树脂的耐热性能优异，其中PPA-1(PSA:PBZ:PAD质量比为5:1:2)树脂在氮气和空气中质量损失5%的温度(Td5)分别为585.4 ℃ 和568.3 ℃，1000 ℃质量保留率分别为88.3% 和26.0%。复合材料力学性能测试表明，石英纤维增强PPA树脂复合材料(QF/PPA)力学性能随PBZ含量的增加而逐渐升高，其中QF/PPA-1常温下弯曲强度为346.2 MPa，层间剪切强度为21.4 MPa，较QF/PSA复合材料分别提高了120.6%和72.6%，400 ℃热老化2 h后的弯曲强度和层间剪切强度分别为256.5 MPa和17.1 MPa，400 ℃热老化2 h后的力学性能保留率超过70%。

• 单位
  华东理工大学