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连续纤维增强热固性聚合物复合材料的低温三维打印与固化工艺

Low‐temperature <scp>3D</scp> printing and curing process of continuous fiber‐reinforced thermosetting polymer composites

Hong Xiao, Qian He, Yugang Duan, Jie Wang, Qi Yao, Yueke Ming, Chenping Zhang, Yansong Zhu · Xi'an Jiaotong University
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页44 / 4 / 2322-2330
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关键词:连续纤维增强复合材料三维打印低温固化热固性聚合物无模型动力学力学性能

摘要整理

本研究开发了一套连续纤维增强热固性聚合物复合材料(CFRTPCs)在低温条件下打印与固化的方法学,以获得优异的力学性能。首先,为实现低温打印与固化,提出了由酚基环氧树脂和固化剂(F-44/2E4MZ)组成的热固性聚合物体系,并通过流变性能分析确定合理的打印温度。其次,采用非线性Vyazovkin积分法建立了树脂体系的无模型动力学(MFK)模型,该模型可通过外推法预测特征温度下的固化度曲线,据此确定合理的低温固化工艺参数。随后,利用低温三维打印工艺和低温固化工艺制备了CFRTPCs样品,纤维含量达53 wt.%。最后,力学性能测试表明拉伸强度和弯曲强度分别为1012 MPa和929 MPa。该研究进一步拓展了三维打印CFRTPCs在航空航天和国防工业中的应用潜力,这些领域同时要求高力学性能和温度安全性。

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