在樹脂基復(fù)合材料中，樹脂起到連接纖維、傳遞應(yīng)力的作用，因此樹脂性能的好壞直接影響到復(fù)合材料的整體性能。樹脂性能本身受很多因素的影響，如原材料、配比、工藝成型、固化條件等，其中固化是成型工藝中重要的環(huán)節(jié)，樹脂固化就是高分子材料的交聯(lián)反應(yīng)，即樹脂由線形分子結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。同樣的樹脂體系在加熱固化時，因固化時間、固化溫度的不同可以形成物理力學(xué)性能不同的、甚至是差異很大的分子結(jié)構(gòu)。最近，國內(nèi)業(yè)界專家通過紅外光譜、DMA、力學(xué)測試等理化分析手段，對復(fù)合材料氣瓶用E-51/DDM環(huán)氧樹脂體系在不同固化制度下固化所得澆鑄體進行研究，分析了固化制度對樹脂性能的影響，為環(huán)氧樹脂在復(fù)合材料氣瓶上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
該產(chǎn)品的研制過程是怎樣的？首先原材料選取適當，其中：混合環(huán)氧樹脂：自制；芳香胺類固化劑：化學(xué)純，市購；促進劑，市購。按環(huán)氧樹脂：固化劑：促進劑=110：35：0.5配比配制膠液，分別在不同升溫速率下測定樹脂的固化放熱情況(儀器為德國產(chǎn)PE-7系列差動掃描量熱分析儀)。根據(jù)DSC分析曲線，反應(yīng)放熱峰皆在80℃左右開始啟動，并經(jīng)回歸分析得出在l℃/min升溫速率下，熱峰溫度為128℃。因此實驗取80℃與130℃為固化溫度最高點，制定2個固化升溫曲線并制備出澆鑄體，研究不同固化制度下樹脂性能，對2種固化制度進行了比較。
隨后進行了澆鑄體試驗。澆鑄體的制備過程是：將按配比配制好并經(jīng)真空脫泡的膠液澆人事先涂有脫模劑并預(yù)熱過的鋼模具型腔內(nèi)，除去膠液中的氣泡，分別按照2種不同的升溫曲線升溫固化，冷卻脫模后經(jīng)打磨得到2種澆鑄體FH80和FHl30，對其進行性能測試；澆鑄體性能測試過程是：固化度測試用溶劑萃取法、按GB/T 2576—1989進行，分子結(jié)構(gòu)分析用紅外光譜法進行測定，力學(xué)性能測試拉伸試驗按GB/T2568-1995、彎曲試驗按GB/T2570-1995，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度采用動態(tài)模量分析法(升溫速度5℃/min，動態(tài)測試應(yīng)力8．0×104Pa，靜態(tài)測試應(yīng)力1.0×105Pa，測試頻率1.0Hz)。
試驗儀器設(shè)備較為高級，其中：PE-7系列熱分析儀、德國產(chǎn)，紅外光譜儀PEKIN-ELMER 2000 FT-IR型、德國產(chǎn)，INSTRON 4505型萬能材料試驗機、英國產(chǎn)。所制材料經(jīng)嚴格測試結(jié)果優(yōu)異：130℃固化溫度下其樹脂的固化度和拉伸、彎曲強度并沒有進-步提高，甚至力學(xué)強度略有下降；固化反應(yīng)過程具有時間-溫度等效性，在最高溫度80℃時延長固化時間仍能達到較高的固化度及較好的力學(xué)性能；選擇適當?shù)墓袒龠M劑以及合適的用量可有效降低環(huán)氧樹脂體系的固化反應(yīng)活化能，使之在較低溫度下充分地固化；綜合性能優(yōu)良，成本低，用于制造復(fù)合材料高壓氣瓶各項試驗性能均滿足設(shè)計要求。
