论文部分内容阅读
复合材料管件与金属管件相比具有重量轻、力学性能优良、耐腐蚀性能好、施工方便等特点,满足了某些非固定式大尺寸桁架结构对结构重量轻和运输方便的要求。本文采用拉挤工艺为这种桁架结构制备了复合材料管件,并且围绕拉挤工艺进行了较为系统的研究,包括基体树脂体系的研究、成型模具与安装、制备工艺条件、拉挤管件与缠绕管件的性能比较研究。通过以上研究,本文得出了以下结论:根据拉挤工艺对树脂体系的工艺性要求和制品的使用性能要求,确定乙烯基酯树脂为本研究的基体树脂,BPO和TBPB为树脂用引发剂体系。通过DSC分析和红外光谱分析设计了满足拉挤工艺性要求的两种引发剂配比,分别为0.6%BPO+1.2%TBPB和0.9%BPO+0.9%TBPB。通过凝胶试验,初步确定了两种配方树脂体系的成型温度范围为140~160℃之间。根据管件结构特点及拉挤工艺对模具系统的要求设计了预成型模、芯模和阴模。针对圆管设计了牵引夹具,并对模具进行了安装,调节芯模的位置来校正芯模和阴模的同心度,保证拉挤管件的壁厚均匀。研究了内脱模剂的作用机理,根据内脱模剂用量对树脂浇铸体力学性能和拉挤工艺状态及制品表观质量的影响,确定了内脱模剂的最佳用量为1.5%。根据树脂体系凝胶试验初步确定的成型温度,并且由模具的凝胶区长度确定的拉挤速度,在此基础上调节模腔温度和拉挤速度,通过拉挤制品的力学性能和表观质量,确定了树脂引发剂最佳配比为0.6%BPO+1.2%TBPB,最佳成型温度和拉挤速度分别为155/170/150℃和0.3m/min,在此条件下拉挤复合材料管件的压缩强度和弯曲强度分别为251MPa和242MPa,固化度达到了92%。研究了增强纤维含量对拉挤管件力学性能的影响,随着纤维体积含量的提高,制品的弯曲强度和压缩强度都得到了提高。对拉挤管件和缠绕管件的性能进行了比较,结果表明,拉挤管件的力学性能优异,纤维分布均匀,致密度高,复合材料管件含胶量均匀。