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干法缠绕用预浸纱制备工艺优化及其性能

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干法缠绕是缠绕成型工艺的重要分支,其缠绕过程含胶量均匀、缠绕效率高、环境污染小,更容易实现工业自动化生产.开发具有良好加工性能的预浸纱,对干法缠绕的推广应用具有重要意义.通过动态DSC和恒温DSC,结合流变测试,研究了所用环氧树脂体系固化特性,基于自催化模型建立树脂固化反应动力学方程,并与实测固化度对比验证.搭建预浸纱制备平台,采用改进热熔法制备干法缠绕用预浸纱,分析制备过程中不同固化度对预浸纱表面质量的影响.在此基础上通过响应面法分析不同工艺参数(纱架张力、收卷速率、烘道温度)对预浸纱含胶量的影响.结果表明:自催化模型与实验结果基本吻合,适用于干法缠绕预浸纱最佳固化度范围为5％～10％,对含胶量影响最大的因子是收卷速率,其次是放纱张力,烘道温度影响最小.综合考虑各工艺参数影响规律,获得优化的制备工艺参数:烘道温度为180℃,收卷速率为8 m/min,放纱张力为6 N,此时树脂含胶量为30.1wt％.NOL环拉伸强度可达2536.1 MPa,拉伸模量为162.3 GPa,层间剪切强度为57.3 MPa.
Preparation process optimization and performance of pre-impregnated yarn for dry winding

余木火、王昊、余许多、戚亮亮、张辉、孙泽玉

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东华大学 材料学院,上海市轻质结构复合材料重点实验室,上海市高性能纤维复合材料省部共建协同创新中心,上海 201620

上海华渔新材料科技有限公司,上海 201610

干法缠绕 预浸纱 热熔法 含胶量 固化动力学

上海市"科技创新行动计划"高新技术领域项目上海市"科技创新行动计划"高新技术领域项目中央高校基本科研业务费专项国家新材料生产与应用示范平台建设项目

19511106703195111066012232020G-12CLPT-2019-0016

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20211213.001

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(12)
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