《表2 T700/610B单向板性能》

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《无卤阻燃高韧性环氧树脂及其碳纤维复合材料性能研究》

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T700/610BG在0.6MPa和0.1MPa条件下成型的单向板性能评价结果见表2。由表2可知，热压罐成型T700/610BG的0°拉伸强度、0°压缩强度、0°弯曲强度和层间剪切强度分别达到了2660MPa、1380MPa、1540MPa和89.7MPa，具备良好的力学性能，意味着树脂体系与纤维匹配性良好，能较好地发挥纤维的力学性能。值得一提的是，热压罐成型T700/610BG冲击后的压缩强度为248MPa，意味着其具有高韧性和高损伤容限，这对于运行环境复杂的轨道车辆安全性的提升大有裨益。考虑到东丽T700s碳纤维表面相对光滑、无沟槽，可以预见选用表面有沟槽的纤维可进一步提升复合材料的冲击后压缩性能。真空压力成型条件下，T700/610BG的0°拉伸强度、0°压缩强度、0°弯曲强度、层间剪切强度和冲击后压缩强度分别为2380MPa、1300MPa、1410MPa、70.1MPa和228MPa。真空压力成型相对热压罐成型T700/610BG性能保持率基本都在90%左右，除了层剪性能80%的力学性能保持率。层间剪切性能下降更为明显是因为成型压力的大幅度降低，复合材料层间结合效果变差。尽管如此，70MPa的层间剪切强度也高于一般中温固化环氧树脂碳纤复合材料（60MPa）。因此，T700/610BG是一种适合真空压力成型的热熔预浸料，这有利于大尺寸复合材料结构件的制备和复合材料制造成本的降低。为了更好地研究复合材料的高韧性，对单向板的横截面进行了显微镜观察，结果见图1。由图可见，固化后的环氧树脂为典型的层间增韧结构，伴随环氧树脂的固化，热塑性树脂与环氧树脂的溶解度参数发生改变，与磷硅纳米粒子一同渗滤到复合材料层间，协同起到了抑制裂纹拓展和吸能的作用，从而大幅降低了复合材料冲击后的损伤，冲击后压缩强度大幅提高。复合材料的玻璃化转变温度达到159℃，对于轨道交通领域的使用环境工况基本都能覆盖。