2017-12-18
核心提示： 目前該生物質碳纖維預浸料已應用到了大學生方程式賽車車體制造中，展示了生物質復合材料應用典范。與此同時，科技公司將開拓生物質復合材料在飛機、軌道交通、艦艇、汽車等內飾復合材料領域的應用。
先進樹脂基復合材料具有比強度高、比模量高、力學性能可設計等一系列優點,是輕質高效結構設計最理想的材料，其在材料領域占有重要地位，廣泛應用在建筑、化工、航空航天、汽車、風電等領域。目前，樹脂基復合材料使用的基體材料如環氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、聚酰亞胺和雙馬來酰亞胺等幾乎都來源于石油。然而，隨著環境惡化和能源危機問題的日趨嚴重，保護環境和有效利用資源刻不容緩。復合材料以可再生資源為原料，在減少對石油資源消耗的同時，也減少了石化原料在生產過程中對環境的污染，具有節約石油資源和保護環境的雙重功效。
國外已報道的熱固性生物質樹脂基體一般都是以植物油為原料，如大豆油、蓖麻油等，以此為基體制備的復合材料的缺點是力學性能低，耐熱性差。中航復材（北京）科技有限公司應用基于松香酸酐的固化劑開發了生物質環氧樹脂體系，并用熱熔法制備了預浸料，成功實現了生物質材料在熱固性樹脂基復合材料中的應用。
松香是我國特色生物質資源，產量和貿易量占世界第一，分子結構中有龐大的氫菲環結構，具有較高的力學剛性和耐熱性，在熱固性樹脂或結構材料中應用具有潛在優勢。項目首先對來源于松香的酸酐固化劑的純度及批次穩定性進行了研究，獲得了性能穩定可靠的原材料；其次針對酸酐固化劑與環氧基反應機理，選用不同結構的促進劑配置了環氧樹脂固化體系，研究了不同組分及分子結構對松香酸酐促進效果的影響，由此合成了滿足配方體系的促進劑，解決了酸酐環氧體系儲存期與反應活性之間的矛盾。在配方體系確定的基礎上，實驗研究了樹脂體系的反應機理、固化特性、流變特性和反應動力學，并應用相關的特征方程或模型進行了數值模擬，為生物質樹脂在復合材料中的應用奠定了基礎。由該樹脂為基體應用熱熔法加工了碳纖維織物預浸料，對復合材料的靜態力學性能、耐濕熱性能、耐環境性能及損傷容限進行了檢測，復合材料性能達到了全石油基樹脂基體復合材料性能水平。
目前該生物質碳纖維預浸料已應用到了大學生方程式賽車車體制造中，展示了生物質復合材料應用典范。與此同時，科技公司將開拓生物質復合材料在飛機、軌道交通、艦艇、汽車等內飾復合材料領域的應用。
世界范圍內，航空材料及其制件的重要發展趨勢是綠色化和智能化，采用可循環、天然的資源研制材料并應用于飛機制造，都將有力地推動飛機工業轉型升級。中航復材（北京）科技有限公司將持續進行生物質樹脂的研究開發，提高技術成熟度，在航空材料轉型升級，航空材料技術綠色化中提前布局搶先占位，向國際航空工業展示中國在生物質復合材料及其制件制造方面的研發引領能力。