碳纤维湿法缠绕环氧制备的要略

由于具有高强度、高模量、低密度等优点，碳纤维成为当前最重要的高性能纤
维。碳纤维复合材料已广泛应用在航空航天、海洋、汽车、体育器材等领域。在西
方发达国家，当前最佳的固体火箭发动机壳体几乎全部采用碳纤维复合材料；200
6年2月正式下水的美国“短剑”(M80Stiletto)高速隐形快艇，由于使用了全碳纤
维复合材料船身，比传统的钢铁外壳更结实，更轻巧。“短剑”全重不超过500t，
速度可达50km/h。最近西安航天复合材料研究所，以TDE-85树脂和AFG-90树脂为主
体树脂，混合芳香胺为固化剂，研究了一种适合于碳纤维复合材料湿法缠绕成型的
树脂配方。据专家介绍，该树脂的黏度低、适用期长，其浇铸体具有优异的力学性
能，用其制备的T-700碳纤维缠绕复合材料界面粘接好，NOL环层间剪切强度达到6
6.8MPa，拉伸强度达到2.44GPa。 内容来自123456
据悉试验所用主要原材料有：TDE-85环氧树脂、环氧值0.85；AFG-90环氧树脂
、环氧值0.85～0.90，6360、660环氧活性稀释剂，均由蓝星新材料无锡树脂厂提
供；DDM(二氨基二苯甲烷)，化学纯，上海三爱思试剂有限公司；E-300(硫代甲基
甲苯二胺)，美国乙基公司；T-700碳纤维，日本东丽公司。专家介绍了浇铸体的制
备：将环氧树脂、稀释剂、固化剂按照TDE-85：AFG-90：6360：660：固化剂=100
：40：15：7．5：62的配比混合均匀，浇铸到标准模具中，在烘箱中按照90℃/2h
+130℃/3h+160℃/3h的条件固化，升温速率是1℃/s。随后是复合材料的制备——
其中单向板制备：树脂胶液配好，在模具上缠绕300mm300mm2mm单向平板，然
后固化(固化条件与相应树脂浇铸体同)，切割至规定的尺寸、NOL环制备：将配好
的胶液倒人浸胶槽，恒定张力2.5N，在DSC-1型缠绕机进行NOL环缠绕成型，固化工

艺与相应树脂浇铸体相同。
然后专家进行了分析测试——按相应的国家标准测量浇铸体及其定向复合材料
和NOL环的各项力学性能。专家介绍说，专家着重讨论了树脂基体配方设计、树脂
浇铸体的性能、树脂胶液的黏度和适用期、T-700碳纤维复合材料的性能。采用TD
E-85和AFG-90环氧树脂作为主体树脂，E-300和DDM共同做固化剂，研制的H001配方
，室温下黏度低，适用期在12h以上；浇铸体具有强度高、模量大、韧性好等优点
，断裂伸长率超过6%；湿法缠绕成型时与T-700纤维浸润性好，制造的复合材料界
面性能突出，强度高，能充分发挥碳纤维的性能。缠绕成型已经被认为是低成本制
造高性能碳纤维复合材料的首选方法之一，其制备的复合材料制品的性能取决于组
分性能、制品结构设计，纤维与基体之间的界面性能等。随着碳纤维性能的提高，
开发高性能树脂基体，提高纤维强度转化率，已成为碳纤维复合材料研究领域的一
个热点。