3. 濕法纏繞用樹(shù)脂基體的研究
　 　 對(duì)于濕法纏繞成型用基體樹(shù)脂，除要求能提供優(yōu)秀的熱機(jī)電性能外，還要求其在工作溫度下具有較低的初始粘度以及在該溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間(即適用期)的低粘度狀態(tài)。常用的基體樹(shù)脂主要有不飽和聚酯及環(huán)氧樹(shù)脂等。

　 　 不飽和聚酯的突出優(yōu)點(diǎn)是粘度低、價(jià)格便宜，但其凝膠速度較快、固化產(chǎn)物綜合性能不高，主要應(yīng)用于要求不高的民用低壓結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域。目前濕法纏繞用不飽和聚酯研究的主要方向是高性能化、延長(zhǎng)并使其凝膠時(shí)間可控化。周文英等人開(kāi)發(fā)出了一種不飽和聚酯體系，用于環(huán)保水處理容器濕法纏繞成型。

NOL環(huán)實(shí)驗(yàn)及容器疲勞、爆破試驗(yàn)表明，該配方體系粘度低而纏繞工藝性能優(yōu)異、韌性好、與玻璃纖維界面粘接效果好、纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率在80%以上，伸用其纏繞成型的水處理容器力學(xué)性能不低于原環(huán)樹(shù)脂體系，然而成本是原體系的一半。

　 　 由于良好的粘接性、耐化學(xué)腐蝕性及低收縮性等性能，環(huán)氧樹(shù)脂在先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但相對(duì)于不飽和聚酯而言，環(huán)氧樹(shù)脂具有價(jià)格昂貴、粘度較大等缺點(diǎn)。在作為濕法纏繞用樹(shù)脂基體時(shí)，目前的研究主要是在不過(guò)度降低樹(shù)脂的熱機(jī)電性能的基礎(chǔ)上，改善其濕法工藝性，即通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)南♂寗﹣?lái)降低體系的粘度;通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓袒瘎┖痛龠M(jìn)劑降低體系的固化溫度、延長(zhǎng)體系的適用期。張春華等人以環(huán)氧樹(shù)脂TDE一85為主體樹(shù)脂、采用一種自制的改性芳香胺為固化劑制得一種低粘度樹(shù)脂體系。25℃粘度僅為0.41Pa.s，8h后粘度低于0.6Pa.s，表明該體系的適用期較長(zhǎng)。以90℃/2h+120℃/lh+160℃/3h的固化制度固化后的澆注體拉伸強(qiáng)度達(dá)97MPa，拉伸模量達(dá)3.8GPa，斷裂延伸率達(dá)4.3%。通過(guò)濕法纏繞Φ150mm小容器研究了該樹(shù)脂基體和T-700碳纖維的浸潤(rùn)性。結(jié)果顯示，纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率高達(dá)86.5%，壓力容器特性系數(shù)(PV/WC)值高達(dá)39. 8km.

　 　 王斌等人對(duì)濕法纏繞用環(huán)氧樹(shù)脂配方進(jìn)行了一系列的研究。針對(duì)芳綸纖維，通過(guò)復(fù)配不同的稀釋劑和固化劑制得一系列的濕法配方。選用HR18A進(jìn)行了濕法纏繞工藝性的初步研究，結(jié)果表明，芳綸NOL環(huán)剪切強(qiáng)度約51-55MPa，強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率在87%以上，Φ150mm小容器PV/Wc值達(dá)36.3km。針對(duì)車(chē)用天然氣全復(fù)合材料高壓氣瓶的應(yīng)用特點(diǎn)，以環(huán)氧樹(shù)脂E-51為主體樹(shù)脂、具有韌性的DDM為固化劑，通過(guò)添加活性稀釋劑和自制促進(jìn)劑制得一種中溫固化環(huán)氧配方HE2。該樹(shù)脂體系初始粘度為0.72 Pa. s，10h后粘度僅增加至2.32 Pa.s，表明體系有較長(zhǎng)的適用期。

 

為滿足固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體對(duì)樹(shù)脂基體高韌性和高耐熱性的要求，陳平等人以T-51TDE-85為主體樹(shù)脂，通過(guò)向體系中添加耐高溫組分改性雙馬來(lái)酰亞胺共聚物和經(jīng)增韌劑改性DDM固化劑，分別制得耐高溫濕法纏繞用樹(shù)脂配方和高韌性濕法纏繞用環(huán)氧配方。以高韌性配方為基體、T-700碳纖維為增強(qiáng)材料濕法纏繞Φ150mm了小容器。試驗(yàn)結(jié)果表明，碳纖維的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率高達(dá)89.4%，PV/Wc值高達(dá)40.1 km，說(shuō)明該基體與T-700碳纖維有良好的相容性。
 

4. 濕法纏繞成型工藝的研究
　 　 濕法纏繞用增強(qiáng)材料和樹(shù)脂基體是濕法纏繞成型順利進(jìn)行的必要物質(zhì)條件，但制品的性能和材料性能的充分發(fā)揮很大程度上決定于纏繞工藝的執(zhí)行狀況。與干法成型相比，濕法纏繞成型最大的困難在于含膠量和膠液均勻分布的精確控制。在濕法纏繞工藝中影響含膠量的因素有很多，如纏繞張力、樹(shù)脂粘度以及刮膠系統(tǒng)等。這些因素之間互相影響，從而決定了濕法纏繞工藝控制的難度。目前，對(duì)于濕法纏繞工藝的系統(tǒng)研究尚較少見(jiàn)諸報(bào)道，而濕法纏繞成型的應(yīng)用主要在要求不高的民用建材、管道等領(lǐng)域。任鵬剛等人將纖維濕法纏繞技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合材料空心絕緣子的成型，對(duì)其進(jìn)行了濕法成型工藝的初步研究。結(jié)果表明，纖維濕法纏繞優(yōu)于真空浸漬的布帶纏繞成型方法，可獲得密實(shí)性、防水?dāng)U散性較好的材料。

　 　 劉炳禹等人在碳纖維復(fù)合材料錐形殼體的成型中初步探討了濕法纏繞成型工藝，較的纏繞張力有利于紗帶充分浸漬液,并擠出富余膠液而使材料更加密實(shí)但張力過(guò)大使紗帶在傳遞過(guò)程中發(fā)生磨損.含膠量呈逐漸減少趨勢(shì)。研究認(rèn)為這是因?yàn)榧啂Юp繞到芯模上后，在張力作用下紗帶上的膠液向外遷移造成的。

　 　 濕法纏繞中纏繞張力是很重要的工藝參數(shù)。較大的纏繞張力有利于紗帶充分浸漬膠液，并擠出富余膠液而使材料更加密實(shí)。但張力過(guò)大會(huì)使紗帶在傳遞過(guò)程中發(fā)生磨損，而不利于纖維強(qiáng)度的發(fā)揮，同時(shí)也會(huì)造成過(guò)度擠膠是制品含膠量過(guò)低。陳世樂(lè)等人研究了T-700和T-800碳纖維濕法纏繞中張力對(duì)強(qiáng)度發(fā)揮的影響，發(fā)現(xiàn)高模質(zhì)量T-800脆性較大、抗磨能力較差，比T-700更易在纏繞過(guò)程中磨損。纖維纏繞中發(fā)生的纖維磨損是影響纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)換的重要因素，因此降低纏繞張力在一定程度上可提高纖維發(fā)揮強(qiáng)度。但張力減小到一定程度時(shí)會(huì)降低層間剪切強(qiáng)度，從而也不利于纖維強(qiáng)度的整體發(fā)揮。濕法纏繞碳纖維張力范圍一般為纖維斷裂強(qiáng)力的3一8%。對(duì)T-800而言，上限應(yīng)小于4%，即T-800碳纖維的張力應(yīng)選擇在40一48N每團(tuán)之間，T-700可高于50N每團(tuán)。

 5. 結(jié)論與展望
　 　 目前常用的增強(qiáng)材料均可用于濕法纏繞成型,而新出現(xiàn)的超強(qiáng)有機(jī)纖維，如超高分子量聚乙烯纖維、PBO纖維等，由于表面惰性較大，欲用于濕法纏繞成型尚需進(jìn)一步的研究。適用的樹(shù)脂基體種類較少是限制濕法纏繞獲得進(jìn)一步應(yīng)用的主要限制因素之一，目前已研制出了一些性能優(yōu)異的環(huán)氧和非環(huán)氧濕法纏繞用配方。今后的研究方向應(yīng)著力于解決配方中低溫可固化和常溫適用期之間的矛盾，在降低體系固化溫度的同時(shí)延長(zhǎng)體系的適用期。濕法纏繞工藝是影響制品性能的重要因素之一。針對(duì)于此，今后的研究重點(diǎn)應(yīng)集中于膠液粘度、纏繞張力以及擠膠狀況對(duì)含膠量的影響，做到在纏繞工藝中使樹(shù)脂粘度可調(diào)，并精確量化纏繞張力與含膠量以及制品性能之間的關(guān)系。

　 　 纏繞成型已經(jīng)成為復(fù)合材料制造工藝中最重要的手段之一相對(duì)于預(yù)浸帶干法成型而言，濕法纏繞成型不需要事先制備和冷藏預(yù)浸帶，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，制造工序得到簡(jiǎn)化，因此可有效降低復(fù)合材料的制造成本。鑒于日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及不斷增加的成本壓力，濕法纏繞成型必將會(huì)得到較大的發(fā)展，尤其在目前干法纏繞成型占據(jù)統(tǒng)治地位的航空航天等先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域，濕法纏繞成型有可能取代干法成型。