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第43卷，第9期 2015年9月
doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2015.09.005
工程塑料应用 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Vol.43,No.9 Sept.2015
光固化碳纤维增强树脂基复合材料的研究
赵培仲，魏华凯，戴京涛，黄旭仁，胡芳友
（海军航空工程学院青岛校区航空机械系，山东青岛266041）
摘要：通过改进光固化树脂的引发体系，实现了不造光破纤维增强树脂基复合材料的快速光固化。将双[(3,4 环氧环己基）甲基1己二酸酯和甲基丙烯酸丁酯混合构成互传聚合物网络，并以此为光固化复合材料树脂基体，研究了组分比例对碳纤维增强树脂基复合材料的拉伸性能的影响。研究发现，当双[3，4环氧环己基）甲基]己二酸醋和甲基丙烯酸丁酯以85/15的质量比混合时，复合材料具有最好的拉伸性能。湿热环境会导致复合材科拉伸性能的明显下降，但是，甲基丙烯酸丁酯的引入可以提高复合材料的耐逐热性能。当其质量分数为25%时，湿热处理后拉伸性能的下降最小。
关键词：光固化；破纤维增强复合材；互穿聚合物网络；环氧树脂；漫热老化
中图分类号：TB115，V258
文献标识码：A文章编号：1001-3539(2015)09-0026-05
Study on Carbon Fiber Reinforced Resin Matrix Composites Cured by UV Radiation
Zhao Peizhong, Wei Huakai, Dai Jingtao, Huang Xuren, Hu Fangyou
(Department ofAeronautical and Mechanical Engineering, Qingdao Branch, Naval Academy of Aeronautical Engineering, Qingdao266041, China) Abstract : The resin matrix composites reinforced with opaque carbon fiber were cured quickly by UV radiation by modifying the initiation system. The bis[(3,4-epoxycyclohexyl)methyl] adipate and butyl methacrylate were blended as interpenetrating polymer network(IPN). As resin matrix, the effect of composition of IPN system on the tensile property was investigated. According to the results, when the weight ratio of bis[(3,4-epoxycyclohexyl)methyl) adipate and butyl methacrylate is 85 / 15, the composite has the best tensile property. The hydrothermal treatment can lead to the obvious decrease of the tensile property. Incorporation of butyl methacrylate can enhance the composites' resistance of hydrothermal treatment, When the mass fraction of the butyl methacrylate is 25%, the decrease of the tensile property of the composites is the least.
Keywords : UV curing ; carbon fiber reinforced composite ; interpenetrating polymer network ; epoxy ; hydrothermal aging
光固化复合材料是由可以通过紫外光辐照固化的树脂基体和增强体复合而成的材料，属于树脂基复合材料。树脂基复合材料具有比强度、比模量高，耐腐蚀，可设计性强等优点，在航空航天、石油化工以及医用材料等领域已经得到很好的应用[1-2]。目前的树脂基复合材料基本上都是采用传统的热固化方式生产制造的，热压罐就是最常用的固化成形设备司。热固化耗能大，固化时间较长，生产成本高。光固化则可以在室温，基至更低的温度下实现快速固化，能耗低，无污染，而且树脂具有适时固化的特点[46。因此，如果将光固化引人到复合材料的制备中，将能够大大降低生产成本，提高生产效率，而且对于日前逐渐兴起的3D打印具有重要的意义。
目前，对于紫外光辐照固化的纤维增强复合材料的研究还较少。关于光固化树脂基复合材料的研究在牙科材料中应用的较多。牙科材料的增强相通常是颗粒或粉末，很少用纤维增强。然而，在航空
航关等工程应用领域中，纤维增强树脂基复合材料的应用非常广泛。文献[8]中的光固化纤维增强树脂基复合材料的研究主要是能够透光的玻璃纤维增强复合材料。而且，在固化过程中，为了更好地实现复合材料的固化，通带采用多方位、长时间的辐照或逐层辐照固化[9-川。由于不透光的原因，目前关于碳纤维增强树脂基复合材料的光固化还鲜有报道。笔者通过对光固化树脂的引发体系进行改进，实现了树脂的自蔓延固化，并以此为基础研究了光固化
碳纤维增强树脂基复合材料的性能。 1实验部分
1.1主要原材料
脂环族环氧树脂双[(3,4-环氧环已基）甲基] 已二酸酯（T26树脂）：江苏泰州泰特尔化工有限公
*中国博士后科学基金项目(20010491882，2012T50875）
联系人：赵培仲，博士，讲师，研究方向为飞机结构损伤修理技术收稿日期：2015-06-29