耐420℃聚酰亚胺复合材料成型工艺
潘玲英
东刘含洋崔超林娜
赵伟栋
（航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘通过对耐420℃聚酰亚胺树脂的化学反应特性、流变性能分析以及加压时机和压力大小等成型工艺参数对复合材料性能的影响，确定了最优的复合材料成型工艺。同时采用超声水穿透法对制得的复合材料进行超声检测，并结合金相显微镜分析讨论了衰减比例与孔隙率之间的关系，确定了超声检测参数。结果表明：分段阶梯加压，可有效控制复合材料的树脂含量和孔隙率，选用5MHz探头、15dB增益的超声水穿透检测参数可有效评判2~3mm厚复合材料的成型质量。研制的聚酰亚胺复合材料在420℃的弯曲强度保持率为 65%，弯曲模量保持率为89%，表现出良好的高温性能。
关键词聚酰亚胺，复合材料，成型工艺，性能
中图分类号：TB33
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2016.04.013
Processing Method of Polyimide Matrix Composites for 420℃ Application
PAN Lingying
ZHAO Weidong
LIU Hanyang
CUI Chao
(Aerospace Research of Materials & Processing Technology, Beijing100076)
LINNa
AbstractThe chemical reaction characterization and rheological property of novel polyimide for 420°C applica tion were analyzed. The influence of processing parameters on the properties of composites were also investigated.The inner quality of composite was evaluated by ultrasonic C-scan, microscopic analysis. Meanwhile the relationship be-tween void contents and ultrasonic absorption ratio was discussed to determine the ultrasonic inspect parameter. Re-sults showed that the resin and void contents could be effectively controlled by applying the pressure step by step. The ultrasonic inspect could be carried out by probe of 5 MHz and gain of 15 dB to evaluate the quality of composite with thickness of 2 to 3 mm. The polyimide composite prepared in this work exhibits excellent high-temperature mechanical properties at 420。
Key words Polyimide, Composite,Process, Property
0引言
聚酰亚胺树脂基复合材料因其力学性能、耐高温、耐辐射等性能优异而广泛应用于航空、航天等领域。国内外研制的耐温等级为310~371℃的系列聚酰亚胺复合材料已成功应用于发动机外涵道、高速武器的耐高温部段等[1-2]。但是随着先进武器系统的不断发展，飞行速度更高，需要更高的有效载荷/结构质量比，这些性能的实现很大程度上依赖于新型耐高温先进树脂基复合材料的应用，310~371℃的耐温等级已无法满足需求，因此研制出了耐420℃的KH420 聚酰亚胺树脂及其复合材料。本文对KH420树脂的
收稿日期：2016-04-05
化学反应特性和流变性能及其复合材料的成型工艺参数进行了研究，并结合超声检测和金相显微分析对
制得复合材料的质量进行分析。 1实验
1.1原材料
聚酰亚胺树脂（KH420），中国科学院化学研究所；MT300碳纤维，中国科学院山西煤炭化学研究所。
1.2MT300/KH420预漫料及复合材料制备
MT300/KH420单向预浸料采用湿法缠绕工艺制得。单向预浸料的含胶量为（44±4）wt%，纤维面密
作者简介：潘玲英，1983年出生，高级工程师，主要从事耐高温树脂基复合材料的研究工作。E-mail：panlingying1983@163.com
—52 万方数据
宇航材料工艺http：//www.yhelgy.com2016年第4期