【摘 要】
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碳纤维树脂基复合材料因为其良好的力学性能,并具有轻量化、耐腐蚀性和耐久性等优异性能,被广泛应用于海洋风电叶片领域,所以研究其在海洋环境下的耐腐蚀性能意义重大。本文通过RTM（液体传递模塑）工艺制备以692P-1K和692-2K环氧树脂为基体,以12K-T300碳纤维编织布为增强体的碳纤维树脂基复合材料。本文通过对692-2K和692P-1K两种环氧树脂和12K-T300碳纤维进行表征、RTM工艺优
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碳纤维树脂基复合材料因为其良好的力学性能,并具有轻量化、耐腐蚀性和耐久性等优异性能,被广泛应用于海洋风电叶片领域,所以研究其在海洋环境下的耐腐蚀性能意义重大。本文通过RTM（液体传递模塑）工艺制备以692P-1K和692-2K环氧树脂为基体,以12K-T300碳纤维编织布为增强体的碳纤维树脂基复合材料。本文通过对692-2K和692P-1K两种环氧树脂和12K-T300碳纤维进行表征、RTM工艺优化和碳纤维复合材料力学性能实验,选定最优的RTM工艺参数,制备两种碳纤维环氧树脂复合材料,对其进行盐雾老化实验,探究碳纤维树脂基复合材料在海洋环境中耐久性,通过复合材料盐雾老化实验前后的质量变化、力学性能变化及表面和断口形貌的变化,研究其老化规律,为海洋风电叶片的制备提供理论基础。本征实验说明:DSC图谱显示两种环氧树脂的固化放热峰面积较大,放热明显,说明环氧树脂体系配比合适;经冷却后二次升温发现DSC曲线无固化放热峰,说明树脂体系固化完全。12K-T300碳纤维在升温过程中DSC曲线呈现平稳上升的趋势,不存在波峰,说明碳纤维表面未经表面改性剂的改性。RTM工艺参数为:注射压力为2.5MPa,注射速度为40ml/min。力学实验表明:692-2K/12K-T3000碳纤维树脂基复合材料的拉伸强度为449.15MPa,弯曲强度为500.94MPa,692P-1K/12K-T30碳纤维树脂基复合材料拉伸强度为358.44MPa,弯曲强度为458.96MPa,说明前者力学性能要优于后者。SEM断口形貌说明:RTM优化工艺达到了增强体的丝束之间、纤维布之间树脂与纤维界面的充分浸润。拉伸断裂过程主要有三种吸能方式:碳纤维的断裂、环氧树脂的脆性断裂和碳纤维与环氧树脂的界面破坏。盐雾老化实验说明:碳纤维复合材料的增重,主要是对水分的吸湿行为造成的,其次还有盐雾在复合材料试样表面的沉积。盐雾老化实验对复合材料弯曲试样影响大于拉伸试样。盐雾老化实验初期两种复合材料试样表面无明显变化,后期出现裂纹以及树脂和纤维的脱粘现象;断口形貌图发现,树脂和纤维浸润良好,盐雾老化10天的试样,纤维拔出留下的孔洞变多,树脂对纤维的包裹性变差,碳纤维和树脂界面结合力减弱。动态力学分析（DMA）图谱发现,经过10天的盐雾老化加速实验,两种碳纤维复合材料的储能模量峰值有所下降,说明硬度有所降低。两种碳纤维复合材料的损耗因子tan峰值较低,说明纤维和树脂之间的界面性能较好,动态受力情况下,能量损耗较少。两种碳纤维复合材料经过盐雾老化实验后,玻璃化转变温度有所降低。
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