VARI(VacuumAssistedResinlnfusion，簡稱真空輔助成型)技術(shù)是一種新型的復(fù)合材料低成本、高性能成型技術(shù)，近年來在航空領(lǐng)域受到廣泛的重視；基體樹脂是VARI技術(shù)的基礎(chǔ)材料。
目前國針對VARI工藝開發(fā)了一系列基體樹脂，環(huán)氧樹脂是其中重要品種。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，以前適合VARI工藝的高性能基體樹脂在國內(nèi)還是空白。
為此，北京航空制造工程研究所自主開發(fā)了高性能VARI工藝基體樹脂BA9912，分析測試結(jié)果表明：該樹脂具有良好的力學(xué)性能、耐熱性能和工藝性能，能夠滿足VARI成型工藝要求，適合在航空航天領(lǐng)域中應(yīng)用。
VARI技術(shù)是一種新型的復(fù)合材料低成本、高性能成型技術(shù)，近年來在航空領(lǐng)域受到廣泛的重視。VARI技術(shù)是在真空下利用樹脂的流動、滲透實(shí)現(xiàn)對纖維及其織物浸漬，并在真空下固化的成型方法。
該成型技術(shù)特點(diǎn)是成本低、產(chǎn)品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近、適合制造大型結(jié)構(gòu)等。對于大尺寸、大厚度的復(fù)合材料制作，是一種十分有效的成型方法。
中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹說，而采用以往的復(fù)合材料成型工藝，較大的模具選材困難且成本昂貴、制造十分困難，尤其是大厚度的船舶、車、飛機(jī)等結(jié)構(gòu)件。美國已進(jìn)行了VARI技術(shù)F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等機(jī)型上試驗(yàn)及驗(yàn)證工作。
VARI技術(shù)在其他國防領(lǐng)域(導(dǎo)彈儀器艙段、潛艇壁板等)也進(jìn)行了大量的應(yīng)性研究。因此具有巨大的應(yīng)用前景。國外針對VARI工藝開發(fā)的一系列基體樹脂，除環(huán)氧樹脂外尚有有酯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等。其中聚酯樹脂、乙烯基樹脂由于強(qiáng)度和耐熱性差，成本低，主要用于船舶領(lǐng)域，航空航天領(lǐng)域主要采用低粘度環(huán)氧樹脂、雙來酰亞胺樹脂。
國內(nèi)目前針對VARI工藝開發(fā)的樹脂只有BA9911，屬于乙烯基—雙馬來酰亞胺樹脂改性體系，具有較好的耐熱性和阻燃性，但不能滿足航空航天構(gòu)件的要求，適合VARI工藝的高性能基體樹脂在國內(nèi)還是空白。
中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，因此開發(fā)高性能VARI工藝基體樹脂，是開展該復(fù)合材料低成本技術(shù)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用研究、縮短與國外差距的基本前提。北航工程所的專家在BA9912樹脂的配制中，經(jīng)過大量試驗(yàn)和分析比較，選用了低黏度高性能的TDE-85環(huán)氧樹脂，研制了低黏度高活性的BA-1固化劑、高效的BA-2固化促進(jìn)劑，實(shí)現(xiàn)了BA9912樹脂的中溫固化，滿足了VARI低成本成型工藝的低黏度要求。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，其過程并不復(fù)原。
具體過程是：按適當(dāng)配比稱取TDE-85環(huán)氧樹脂、BA-1固化劑和BA-2促進(jìn)劑，先將TDE-85環(huán)氧樹脂與BA-2促進(jìn)劑混合攪拌10min，再加入BA-1固化劑繼續(xù)攪拌20min，抽真空除去攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡，即可制得棕黃色透明的BA9912中溫固化環(huán)氧樹脂體系。
BA9912樹脂澆注科的制備則是這樣的：在澆注料模具上均勻涂上適量的硅脂脫模劑，在120℃烘箱中處理0.5h，將脫氣后的BA9912棚旨澆注入模具之中，升溫到120保溫固化4h再在150t下后處理2h以消除內(nèi)應(yīng)力，停止加熱自然冷卻至室溫，取出BA9912澆注料制作相應(yīng)試驗(yàn)件，測試其力學(xué)性能和耐熱性能。
最后制備G0827/BA9912復(fù)合材料，按照VARI成型技術(shù)主要工藝流程，使用G0827經(jīng)編織物和BA9912樹脂，通過VARI成型工藝制備了G0827/BA9912復(fù)合材料層壓板，其固化條件主要為120℃下保溫4h。根據(jù)相應(yīng)國軍標(biāo)的要求制作了相應(yīng)性能的試樣件，分別測試了G0827/BA9912復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐熱性能，結(jié)果全部達(dá)到要求。
