VARTM成型工藝制備碳纖維復合材料的研究進展*

劉艷麗，李 磊，馬金欣，張得棟

（國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司，寧夏 銀川750411）

碳纖維復合材料是以碳纖維或者碳纖維織物為增強體、碳或石墨化的樹脂作為基體形成的復合材料，其中纖維提供了主要的拉伸、彎曲等力學性能[1]。碳纖維復合材料具有便宜環(huán)保、比機械能較高、重量輕、耐疲勞、耐腐蝕，易操作等優(yōu)點[2-5]。這些優(yōu)點使碳纖維復合材料已經(jīng)成為目前很多金屬材料的替代品，并應用在多個領域中[6]，如航天、船舶、汽車工業(yè)、化學加工設備、體育用品和民用基礎設施等。

盡管碳纖維復合材料的性能卓越，但是其制備工藝中較高的生產(chǎn)成本一直是阻礙其大規(guī)模生產(chǎn)的重要因素。目前，制備碳纖維復合材料有多種成型工藝，例如液體模塑成型工藝、樹脂浸漬模塑（SCRIMP）、樹脂膜滲透（RFI）、結構反應注射模塑（SRIM）、真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）。在這5種成型工藝中，VARTM工藝技術作為集纖維植入、樹脂注射、固化為一體的技術[7]，其制備的碳纖維復合材料具有高效的生產(chǎn)效率、低揮發(fā)性、高延展性、靈活的塑造性，且產(chǎn)品孔隙含量小、性能優(yōu)異等優(yōu)點，已越來越多地應用于纖維增強復合預成型體的固結[8]，在各個領域中得到廣泛的應用[9]。

1 真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）的特點

VARTM技術作為RTM的一種衍生技術。RTM法即樹脂傳遞模塑法，是通過較低的成型壓力將一定配比的樹脂基體輸送到預放了增強材料的閉合模中，在閉模中浸漬增強材料而獲得復合材料制品的方法。RTM這種傳統(tǒng)工藝技術模腔內樹脂的流動性、浸潤性較差，容易產(chǎn)生大量的縫隙。……