碳纤维复合壳体用基体环氧树脂研究进展
舒碧光
秦风平
王纪霞
周一博
（陕西剑锋机械研究所，西安710065）
张新航
文摘介绍了固体火箭发动机碳纤维续绕用基体环氧树脂的种类、选择原则及适于碳纤维缝绕用基体树脂的研究进展。
关键词固体火箭发动机，碳纤维缠绕，基体环氧树脂，进展
Research Progress of Basic Epoxy Resin Applied in Carbon
FiberCompositeCase
Shu Biguang
QinFengping
WangJixia
Zhou Yibo
(Shaanxi Jian feng Institute of Machinery,Xi' an 710065)
Zhang Xinhang
Abstract This study introduces the kinds and the principle for choosing of basic epoxy resin and its research progress applied in carbon fiber winding of solid rocket motor in our country.
Key wordsSolid rocket motor,Carbon fiber winding,Basic epoxy resin,Progress
0引言
由于碳纤维及其复合材料具有高的比强度、比模量、线胀系数小等一系列优异性能，已经成为最理想的复合结构材料之一["]。环氧树脂是一种性能优异的热固性树脂。许多年来，一直是先进复合材料领域普遍采用的树脂基体。这是与其较好的耐热性，良好的力学性能以及优异的工艺性分不开的[2]。
碳纤维与基体环氧树脂复合后，通过树脂间的传递，能有效地发挥碳纤维高强高模的力学性能，从而可以提高固体火箭发动机壳体的PV/W值。因此，基体环氧树脂的选择、研究应用尤为重要。
随碳纤维性能的摄高，如何在保持环氧树脂良好的工艺性、力学性能和耐热性的同时，兼顾韧性，以便充分发挥碳纤维高强高模的特点，提高纤维强度转化率（即制成的复合材料纤维的发挥强度与单丝测试强度的百分比值），一直是该领域的研究热点[3]。
本文从固体火箭发动机碳纤维燃烧室复合壳体的角度探讨基体环氧树脂种类、选择原则及适于碳纤
维缠绕用基体树脂的研究进展。 1缠绕用基体环氧树脂的种类
固体火箭发动机复合壳体材料经历了玻璃纤维、收稿日期：2010-1022
芳纶纤维和碳纤维相匹配的环氧树脂体系，并成功应用于不同的型号中。
目前，在复合材料低成本快速成型的长丝湿法编绕中，大多采用环氧树脂作为树脂基体。同时，由于湿法缠绕用的碳纤维其表面经涂层处理后，表面活性提高较大，极性增强，这样，就使得极性的基体环氧树脂与高活性的碳纤维界面间有较好的粘接性能。
美国几种主要固体火箭发动机所用树脂系统[4] 见表1，其中几种缠绕用环氧树脂浇铸体性能见表2。
从表1中可以看出,树脂基体通常采用双酚A 环氧树脂；固化剂采用酸酐和芳香胺（或脂肪胺）等。在树脂基体中，引入刚性的苯环可以提高树脂的耐热性，而树脂中的柔性基团可以提高韧性、断裂伸长率、冲击强度等力学性能。
用于缠绕的环氧树脂体系主要有：(1)双酚A系列,E-51E-20；（2）酚醛环氧，F-44；（3）脂环族环氧，W-95(300°~400"）：（4)胺基多功能团环氧，AG-80,AFG-90；（5)缩水甘油酯环氧，TDE-85；（6）其他，6360树脂、1031树脂。固化剂有：（1)芳香胺， DDM、DDS、DICY；（2）酸酐，MNA、NA、70酸酐、647 酸酐；(3)胺基硼烷，594、595；稀释剂主要有660等。
作者简介：舒碧光，1984年出生，工程师，主要从事固体火箭发动机非金属材料和工艺研究工作。
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万方数据
http://www.yhclgy.com宇航材料工艺2011年第3期