植物纖維真空輔助模塑下樹(shù)脂浸潤(rùn)流動(dòng)過(guò)程的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-13 21:30
真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑(Vacuum assisted resin transfer molding,簡(jiǎn)稱 VARTM)是一種先進(jìn)的生物質(zhì)液體成型技術(shù),作為當(dāng)今世界成本低廉、性能優(yōu)異的先進(jìn)生物質(zhì)成型技術(shù)解決了以往傳統(tǒng)成型技術(shù)成本高、能耗高、污染嚴(yán)重等一系列問(wèn)題;赩ARTM成型技術(shù)下的植物纖維產(chǎn)品的制備研究,充分利用了植物纖維比強(qiáng)度高、可再生利用、質(zhì)輕價(jià)廉、來(lái)源廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn),成為新領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。影響VARTM成型制品質(zhì)量的因素較多,制品的質(zhì)量不僅與樹(shù)脂基體和纖維增強(qiáng)體的性能有關(guān),更取決于樹(shù)脂基體與纖維增強(qiáng)體的結(jié)合情況。為探索植物纖維真空輔助模塑下樹(shù)脂的浸潤(rùn)流動(dòng)規(guī)律,了解樹(shù)脂在亞麻纖維多孔介質(zhì)浸潤(rùn)過(guò)程,以達(dá)西定律為基礎(chǔ),建立了真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑成型技術(shù)下的樹(shù)脂浸潤(rùn)模型;分析了樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能的表征,探討了樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能改善的方法;推導(dǎo)了滲透率值的理論計(jì)算公式并實(shí)驗(yàn)測(cè)量了某亞麻纖維織物的一維單向滲透率值和二維徑向滲透率值。結(jié)果表明:該亞麻纖維樣品的一維單向滲透率值介于二維徑向長(zhǎng)短軸滲透率值之間;跇(shù)脂在亞麻纖維多孔介質(zhì)中流動(dòng)的流體力學(xué)理論,對(duì)植物纖維真空輔助模塑...
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?VARTM在各領(lǐng)域的應(yīng)用??1.2?VARTM成型技術(shù)概述??真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑(Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?Molding,?VARTM)成型技??
7-密封膠帶;8-脫模布;9-導(dǎo)流網(wǎng);10-密閉空腔;11-進(jìn)料管;12-出料管;??13-真空抽氣管;14?電加熱裝置;15-布料管;16?集料刮板;17-真空表。??圖1-2VARTM成型技術(shù)生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)圖??前處理階段????I?????I??ill?r?ii?h?tsl?si??SI一模一模并一普件一流I一f脂??ggl?|1|?|1^|?|^?|?1^1?§1??缺?制?W?充?M開(kāi)?檢連??后陷?1#?I?§模?驗(yàn)接??mn?Ips?§?晉東?fn?mm??及?M及?3?t?’?A?’?性并??x??I?l?A??||?1?m??圖1-3?VARTM成型流程圖??VARTM成型流程前處理階段首先是先裁剪纖維預(yù)制件和真空輔材,清潔模具并涂??抹脫模劑,并依次放置纖維增強(qiáng)材料、脫模布、導(dǎo)流網(wǎng),其次設(shè)置樹(shù)脂注入口和輸出??口,最后用密封膠帶和柔性真空袋密封以形成一個(gè)密封的模腔;注入階段首先是將整個(gè)??裝置連接完整(包括樹(shù)脂入口端連接樹(shù)脂集中罐,樹(shù)脂出口端連接樹(shù)脂回收罐真空壓力??表等),其次檢測(cè)整個(gè)裝置的密封性(通過(guò)打開(kāi)真空泵,真空壓力表指針不回落法),??然后配置樹(shù)脂膠液,樹(shù)脂與固化劑質(zhì)量比為100:?34,最后打開(kāi)樹(shù)脂入口閥門讓樹(shù)脂流??-3-??
?界面的切線在液體一方與固-液交界線之間的夾角仏接觸角是潤(rùn)濕程度的表征。接觸角??本意圖如下圖2-1所不。??接觸角有二種常用的測(cè)試方法:第一種是外形圖像分析方法;第二種是稱重方法。??第二種方法又常常被人們叫做潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀,由于其操作較為復(fù)雜、準(zhǔn)確??度不高,所以第一種外形圖像分析方法在接觸角測(cè)試中應(yīng)用最為廣泛,測(cè)量者使用較??多。??\\\狐^^^^\\\\??圖2-1接觸角示意圖??2.3.2樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能改善的方法??由于樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能的表征是纖維接觸角,而纖維接觸角越小樹(shù)脂浸潤(rùn)性??能越好,所以我們要改善樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維的浸潤(rùn)性能就要想辦法減小纖維接觸角。目前??改善樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能的主要方法有對(duì)纖維熱處理、纖維表面改性等。??研宄表明亞麻纖維經(jīng)熱處理后,纖維束中具有高吸濕性的組分在一定溫度下會(huì)引起??纖維中的凝膠化和脫水,因此熱處理影響了環(huán)氧樹(shù)脂和亞麻纖維之間的潤(rùn)濕性,經(jīng)過(guò)適??當(dāng)?shù)臏囟忍幚砗,纖維與樹(shù)脂的接觸角降低,即樹(shù)脂對(duì)纖維的潤(rùn)濕性得到了改善。??由于亞麻纖維中存在大量羥基
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The multi-scale flow behaviors of sisal fiber reinforced composites during resin transfer molding process[J]. YIN Tao,LI Yan,YUAN BingYan. Science China(Technological Sciences). 2018(12)
[2]基于Terzaghi極限承載力理論的PLT邊載效應(yīng)分析[J]. 劉天云,朱幸科,林佑高. 水運(yùn)工程. 2018(07)
[3]VARTM工藝中樹(shù)脂與試劑配比的確定[J]. 張條蘭,邱再明. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(01)
[4]高剪切分散對(duì)多壁碳納米管/VARTM用環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電性能的影響[J]. 柳和生,段翔宇,賴家美. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(12)
[5]復(fù)合材料管道連接件真空輔助成型工藝樹(shù)脂流動(dòng)研究[J]. 王長(zhǎng)春,劉建光,岳廣全,趙清華. 航空制造技術(shù). 2017(16)
[6]基于混合網(wǎng)格方法的VARTM工藝充模仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 楊波,王時(shí)龍,畢鳳陽(yáng). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]VARTM工藝樹(shù)脂固化過(guò)程溫度場(chǎng)的模擬與實(shí)驗(yàn)[J]. 賴家美,余松標(biāo),鄒如榮,王科,黃志超. 塑料工業(yè). 2016(04)
[8]一典型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件的VARTM注射方式優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)[J]. 鄒如榮,柳和生,賴家美,余松標(biāo). 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2015(12)
[9]基于PAM-RTM的碳纖維復(fù)合材料汽車前地板成型過(guò)程數(shù)值模擬研究[J]. 紀(jì)俊洋,劉婷婷,傅超,李仲,甘學(xué)輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S2)
[10]亞麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的預(yù)測(cè)模型[J]. 吳昊,花軍,劉誠(chéng),范豪,徐振鋒. 機(jī)械工程材料. 2015(07)
碩士論文
[1]真空灌注復(fù)合材料風(fēng)電葉片工藝的模擬研究[D]. 葉喬丹.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]機(jī)翼復(fù)合材料縮比模型蒙皮的RTM成型工藝研究[D]. 詹東.大連理工大學(xué) 2017
[3]VARTM中樹(shù)脂充模過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 范豪.東北林業(yè)大學(xué) 2017
[4]真空輔助樹(shù)脂浸潤(rùn)成型工藝研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)[D]. 張曉強(qiáng).北京化工大學(xué) 2016
[5]真空輔助樹(shù)脂導(dǎo)入制備船殼數(shù)值模擬研究[D]. 趙文龍.煙臺(tái)大學(xué) 2016
[6]真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑成型中樹(shù)脂性能分析及對(duì)工藝的影響[D]. 王曉飛.華南理工大學(xué) 2012
[7]汽車保險(xiǎn)杠樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 趙立波.中北大學(xué) 2012
[8]溝槽型VARTM工藝優(yōu)選技術(shù)研究[D]. 雷波.上海交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3587169
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?VARTM在各領(lǐng)域的應(yīng)用??1.2?VARTM成型技術(shù)概述??真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑(Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?Molding,?VARTM)成型技??
7-密封膠帶;8-脫模布;9-導(dǎo)流網(wǎng);10-密閉空腔;11-進(jìn)料管;12-出料管;??13-真空抽氣管;14?電加熱裝置;15-布料管;16?集料刮板;17-真空表。??圖1-2VARTM成型技術(shù)生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)圖??前處理階段????I?????I??ill?r?ii?h?tsl?si??SI一模一模并一普件一流I一f脂??ggl?|1|?|1^|?|^?|?1^1?§1??缺?制?W?充?M開(kāi)?檢連??后陷?1#?I?§模?驗(yàn)接??mn?Ips?§?晉東?fn?mm??及?M及?3?t?’?A?’?性并??x??I?l?A??||?1?m??圖1-3?VARTM成型流程圖??VARTM成型流程前處理階段首先是先裁剪纖維預(yù)制件和真空輔材,清潔模具并涂??抹脫模劑,并依次放置纖維增強(qiáng)材料、脫模布、導(dǎo)流網(wǎng),其次設(shè)置樹(shù)脂注入口和輸出??口,最后用密封膠帶和柔性真空袋密封以形成一個(gè)密封的模腔;注入階段首先是將整個(gè)??裝置連接完整(包括樹(shù)脂入口端連接樹(shù)脂集中罐,樹(shù)脂出口端連接樹(shù)脂回收罐真空壓力??表等),其次檢測(cè)整個(gè)裝置的密封性(通過(guò)打開(kāi)真空泵,真空壓力表指針不回落法),??然后配置樹(shù)脂膠液,樹(shù)脂與固化劑質(zhì)量比為100:?34,最后打開(kāi)樹(shù)脂入口閥門讓樹(shù)脂流??-3-??
?界面的切線在液體一方與固-液交界線之間的夾角仏接觸角是潤(rùn)濕程度的表征。接觸角??本意圖如下圖2-1所不。??接觸角有二種常用的測(cè)試方法:第一種是外形圖像分析方法;第二種是稱重方法。??第二種方法又常常被人們叫做潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀,由于其操作較為復(fù)雜、準(zhǔn)確??度不高,所以第一種外形圖像分析方法在接觸角測(cè)試中應(yīng)用最為廣泛,測(cè)量者使用較??多。??\\\狐^^^^\\\\??圖2-1接觸角示意圖??2.3.2樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能改善的方法??由于樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能的表征是纖維接觸角,而纖維接觸角越小樹(shù)脂浸潤(rùn)性??能越好,所以我們要改善樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維的浸潤(rùn)性能就要想辦法減小纖維接觸角。目前??改善樹(shù)脂對(duì)亞麻纖維浸潤(rùn)性能的主要方法有對(duì)纖維熱處理、纖維表面改性等。??研宄表明亞麻纖維經(jīng)熱處理后,纖維束中具有高吸濕性的組分在一定溫度下會(huì)引起??纖維中的凝膠化和脫水,因此熱處理影響了環(huán)氧樹(shù)脂和亞麻纖維之間的潤(rùn)濕性,經(jīng)過(guò)適??當(dāng)?shù)臏囟忍幚砗,纖維與樹(shù)脂的接觸角降低,即樹(shù)脂對(duì)纖維的潤(rùn)濕性得到了改善。??由于亞麻纖維中存在大量羥基
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The multi-scale flow behaviors of sisal fiber reinforced composites during resin transfer molding process[J]. YIN Tao,LI Yan,YUAN BingYan. Science China(Technological Sciences). 2018(12)
[2]基于Terzaghi極限承載力理論的PLT邊載效應(yīng)分析[J]. 劉天云,朱幸科,林佑高. 水運(yùn)工程. 2018(07)
[3]VARTM工藝中樹(shù)脂與試劑配比的確定[J]. 張條蘭,邱再明. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(01)
[4]高剪切分散對(duì)多壁碳納米管/VARTM用環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電性能的影響[J]. 柳和生,段翔宇,賴家美. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(12)
[5]復(fù)合材料管道連接件真空輔助成型工藝樹(shù)脂流動(dòng)研究[J]. 王長(zhǎng)春,劉建光,岳廣全,趙清華. 航空制造技術(shù). 2017(16)
[6]基于混合網(wǎng)格方法的VARTM工藝充模仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 楊波,王時(shí)龍,畢鳳陽(yáng). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]VARTM工藝樹(shù)脂固化過(guò)程溫度場(chǎng)的模擬與實(shí)驗(yàn)[J]. 賴家美,余松標(biāo),鄒如榮,王科,黃志超. 塑料工業(yè). 2016(04)
[8]一典型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件的VARTM注射方式優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)[J]. 鄒如榮,柳和生,賴家美,余松標(biāo). 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2015(12)
[9]基于PAM-RTM的碳纖維復(fù)合材料汽車前地板成型過(guò)程數(shù)值模擬研究[J]. 紀(jì)俊洋,劉婷婷,傅超,李仲,甘學(xué)輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S2)
[10]亞麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的預(yù)測(cè)模型[J]. 吳昊,花軍,劉誠(chéng),范豪,徐振鋒. 機(jī)械工程材料. 2015(07)
碩士論文
[1]真空灌注復(fù)合材料風(fēng)電葉片工藝的模擬研究[D]. 葉喬丹.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]機(jī)翼復(fù)合材料縮比模型蒙皮的RTM成型工藝研究[D]. 詹東.大連理工大學(xué) 2017
[3]VARTM中樹(shù)脂充模過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 范豪.東北林業(yè)大學(xué) 2017
[4]真空輔助樹(shù)脂浸潤(rùn)成型工藝研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)[D]. 張曉強(qiáng).北京化工大學(xué) 2016
[5]真空輔助樹(shù)脂導(dǎo)入制備船殼數(shù)值模擬研究[D]. 趙文龍.煙臺(tái)大學(xué) 2016
[6]真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑成型中樹(shù)脂性能分析及對(duì)工藝的影響[D]. 王曉飛.華南理工大學(xué) 2012
[7]汽車保險(xiǎn)杠樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 趙立波.中北大學(xué) 2012
[8]溝槽型VARTM工藝優(yōu)選技術(shù)研究[D]. 雷波.上海交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3587169
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