双马树脂基复合材料低速冲击响应及冲击后压缩行为研究

• 作者: 董慧民 闫丽 安学锋 钱黄海 苏正涛
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 增韧技术 冲击行为 损伤容限 损伤模式 树脂转移模塑(RTM)
• 年，卷（期）: 2023,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 71-78
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000367

摘要

制备了新型聚醚砜(PES)点阵附载U3160的ESTM-fabric织物，PES附载量分别为15(ES-15)，25(ES-25)，35(ES-35) g/cm2。采用RTM工艺制备了ESTM-fabric织物增强双马来酰亚胺树脂(牌号：6421)基复合材料(ESTM-fabric/6421)，对其进行动态力学热分析(DMTA)，还进行了冲击阻抗及冲击后压缩性能研究，并利用荧光显微镜分析其增韧机理，同时研究对比了未增韧U3160织物增强6421树脂基复合材料(ES-0)的性能。DMTA分析结果显示，ES-0仅有一个源于BMI基体树脂的玻璃化转变温度(Tg)，增韧后复合材料出现了两个Tg：191~195 ℃的松弛峰源于增韧剂PES，230~250 ℃的松弛峰源于BMI基体树脂。低速冲击结果显示，ES-0试样的初始损伤载荷(DTL)降低非常显著。增韧复合材料的DTL远高于ES-0试样，且与最高峰值载荷相同；随着增韧剂增多，DTL增大，冲击损伤面积减小。荧光显微结果显示：ES-0试样的冲击损伤以分层破坏为主。增韧复合材料在压头下方产生了大量层内和层间基体裂纹，且冲击背面的铺层破裂更加严重，其锥形冲击损伤范围要小于ES-0试样。ES-0试样的冲击后压缩强度(CAI)为144.66 MPa，增韧复合材料ES-15，ES-25和ES-35的CAI值分别依次增大为205.85，265.74 MPa和275.14 MPa。ES-0试样经冲击后压缩破坏后结构中出现了大量分层，结构无显著的劈裂；ES-15试样存在大量的纤维铺层劈裂及显著的基体裂纹；ES-25试样和ES-35试样以铺层剪切破坏为主，这些损伤会吸收大量能量，从而导致高的CAI值。