在樹(shù)脂基復(fù)合材料中，樹(shù)脂起到連接纖維、傳遞應(yīng)力的作用，因此樹(shù)脂性能的好壞直接影響到復(fù)合材料的整體性能。樹(shù)脂性能本身受很多因素的影響，如原材料、配比、工藝成型、固化條件等，其中固化是成型工藝中重要的環(huán)節(jié)，樹(shù)脂固化就是高分子材料的交聯(lián)反應(yīng)，即樹(shù)脂由線(xiàn)形分子結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。同樣的樹(shù)脂體系在加熱固化時(shí)，因固化時(shí)間、固化溫度的不同可以形成物理力學(xué)性能不同的、甚至是差異很大的分子結(jié)構(gòu)。最近，國(guó)內(nèi)業(yè)界專(zhuān)家通過(guò)紅外光譜、DMA、力學(xué)測(cè)試等理化分析手段，對(duì)復(fù)合材料氣瓶用E-51/DDM環(huán)氧樹(shù)脂體系在不同固化制度下固化所得澆鑄體進(jìn)行研究，分析了固化制度對(duì)樹(shù)脂性能的影響，為環(huán)氧樹(shù)脂在復(fù)合材料氣瓶上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
該產(chǎn)品的研制過(guò)程是怎樣的？首先原材料選取適當(dāng)，其中：混合環(huán)氧樹(shù)脂：自制；芳香胺類(lèi)固化劑：化學(xué)純，市購(gòu)；促進(jìn)劑，市購(gòu)。按環(huán)氧樹(shù)脂：固化劑：促進(jìn)劑=110：35：0.5配比配制膠液，分別在不同升溫速率下測(cè)定樹(shù)脂的固化放熱情況(儀器為德國(guó)產(chǎn)PE-7系列差動(dòng)掃描量熱分析儀)。根據(jù)DSC分析曲線(xiàn)，反應(yīng)放熱峰皆在80℃左右開(kāi)始啟動(dòng)，并經(jīng)回歸分析得出在l℃/min升溫速率下，熱峰溫度為128℃。因此實(shí)驗(yàn)取80℃與130℃為固化溫度最高點(diǎn)，制定2個(gè)固化升溫曲線(xiàn)并制備出澆鑄體，研究不同固化制度下樹(shù)脂性能，對(duì)2種固化制度進(jìn)行了比較。
隨后進(jìn)行了澆鑄體試驗(yàn)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹說(shuō)，澆鑄體的制備過(guò)程是：將按配比配制好并經(jīng)真空脫泡的膠液澆人事先涂有脫模劑并預(yù)熱過(guò)的鋼模具型腔內(nèi)，除去膠液中的氣泡，分別按照2種不同的升溫曲線(xiàn)升溫固化，冷卻脫模后經(jīng)打磨得到2種澆鑄體FH80和FHl30，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試；澆鑄體性能測(cè)試過(guò)程是：固化度測(cè)試用溶劑萃取法、按GB/T 2576—1989進(jìn)行，分子結(jié)構(gòu)分析用紅外光譜法進(jìn)行測(cè)定，力學(xué)性能測(cè)試?yán)煸囼?yàn)按GB/T2568-1995、彎曲試驗(yàn)按GB/T2570-1995，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度采用動(dòng)態(tài)模量分析法(升溫速度5℃/min，動(dòng)態(tài)測(cè)試應(yīng)力8.0×104Pa，靜態(tài)測(cè)試應(yīng)力1.0×105Pa，測(cè)試頻率1.0Hz)。
試驗(yàn)儀器設(shè)備較為高級(jí)，其中：PE-7系列熱分析儀、德國(guó)產(chǎn)，紅外光譜儀PEKIN-ELMER 2000 FT-IR型、德國(guó)產(chǎn)，INSTRON 4505型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、英國(guó)產(chǎn)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家稱(chēng)，所制材料經(jīng)嚴(yán)格測(cè)試結(jié)果優(yōu)異：130℃固化溫度下其樹(shù)脂的固化度和拉伸、彎曲強(qiáng)度并沒(méi)有進(jìn)-步提高，甚至力學(xué)強(qiáng)度略有下降；固化反應(yīng)過(guò)程具有時(shí)間-溫度等效性，在最高溫度80℃時(shí)延長(zhǎng)固化時(shí)間仍能達(dá)到較高的固化度及較好的力學(xué)性能；選擇適當(dāng)?shù)墓袒龠M(jìn)劑以及合適的用量可有效降低環(huán)氧樹(shù)脂體系的固化反應(yīng)活化能，使之在較低溫度下充分地固化；綜合性能優(yōu)良，成本低，用于制造復(fù)合材料高壓氣瓶各項(xiàng)試驗(yàn)性能均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
