第28卷第6期 2009年6月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALSCHINA
新型低成本玻璃纤维增强抗冲击
复合材料研究
郑威，袁秀梅，王小兵，孔令美（中国兵器工业集团第五三研究所，山东济南250031）
Vol.28No.6 Jun.2009
摘要：根据VARTM工艺要求，设计了含有活性稀释剂的新型环氧树脂体系，并以其粘度、氧指数、复合材料抗冲击性能和力学性能等为依据优化了其配方。研究了玻璃纤维表面处理对相应复合材料抗冲击性能和力学性能的影响，优化了表面处理剂的种类及配方。研究评价了一种新型3D机织织物VARTM工艺中树脂的流动性，发现采用该织物的复合材料抗冲击性能优良、损伤面积明显降低。在上述基础上确定了玻璃纤维增强低成本抗冲击复合材料体系，表征了该材料的基本理化性能。力学性能及环境适应性。
关键词：复合材料；玻璃纤维；树脂；织物；力学性能：低成本
中图分类号：TB332
文献标识码：A文章编号：1674-3962(2009)06-0033-07
StudiesonaNewLow-CostGlassFiber Reinforced Shock-Resistant Composite
ZHENG Wei,YUAN Xiumei,WANG Xiaobing,KONG Lingmei
(Shandong Institute of Non-Metallie Material, Jinan 250031, China)
Abstract: A new low-cost glass fiber reinforced shock-resistant composite was developed. A new low-viscosity epoxy resin system containing active diluent was designed and optimized based on its viscosity and oxygen index, as well as the mechanical properties and shock resistance performance of the corresponding composite. A complex coupling agent was al-so optimized by investigating its effect on mechanical properties and shock resistance performance of the corresponding sar ad o isodoa uesaosaoaaroar se aaa s ag seo ai a asod osmosis and alleviate shock damage.
The fundamental properties, mechanical properties and environmental adaptability of
the composite were characterized.
Key words: composite; glass fiber; resin; fabrie; mechanical property; low-cost
1前言
玻璃纤维增强的抗冲击复合材料是一类同时具备优良结构性能与抗高速冲击性能的树脂基复合材料。有关的应用研究结果表明，该类材料已经成为继装甲钢、装甲铝后一种新型的结构装甲材料，在各种轻量化弹道防护领域扮演着越来越重要的角色(1-4)。
20世纪90年代以来，为了进一步提升该类材料在制造大型制品上的应用效费比，美国根据复合材料液体成型技术的最新成果，研制成功了新型玻璃纤维增强改性环氧树脂复合材料体系，并采用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺成功制造了以装甲车辆车体为
收稿日期：20090518
通信作者：郑威，男，1970年生，工学硕士，研究员
代表的大型构件5)。这种新的材料体系和VARTM工艺的完美结合，大大降低了传统预浸料/热压工艺在制造相应复合材料制品时的工艺成本，并使其在制造带有复杂复合结构的大型、大厚度高性能制品上更具效费比。玻璃纤维增强抗冲击复合材料及其VARTM 成型工艺对于未来抗冲击复合材料大型构件的发展具有非常的重要意义。
本研究通过实验对含有活性稀释剂的新型低粘度环氧树脂配方和纤维复合表面处理方法进行优化，确定了新型玻璃纤维增强抗冲击复合材料系列。并介绍了新型 3D机织织物的应用，获得能够有效满足VARTM工艺要求的新型玻璃纤维增强低成本抗冲击复合材料体系，并对其基本理化特性、力学性能、抗高速冲击性能以及环境适应性进行了表征，为其工程应用奠定了基础。