2017-12-18
核心提示： 目前该生物质碳纤维预浸料已应用到了大学生方程式赛车车体制造中，展示了生物质复合材料应用典范。与此同时，科技公司将开拓生物质复合材料在飞机、轨道交通、舰艇、汽车等内饰复合材料领域的应用。
先进树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计等一系列优点,是轻质高效结构设计最理想的材料，其在材料领域占有重要地位，广泛应用在建筑、化工、航空航天、汽车、风电等领域。目前，树脂基复合材料使用的基体材料如环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、聚酰亚胺和双马来酰亚胺等几乎都来源于石油。然而，随着环境恶化和能源危机问题的日趋严重，保护环境和有效利用资源刻不容缓。复合材料以可再生资源为原料，在减少对石油资源消耗的同时，也减少了石化原料在生产过程中对环境的污染，具有节约石油资源和保护环境的双重功效。
国外已报道的热固性生物质树脂基体一般都是以植物油为原料，如大豆油、蓖麻油等，以此为基体制备的复合材料的缺点是力学性能低，耐热性差。中航复材（北京）科技有限公司应用基于松香酸酐的固化剂开发了生物质环氧树脂体系，并用热熔法制备了预浸料，成功实现了生物质材料在热固性树脂基复合材料中的应用。
松香是我国特色生物质资源，产量和贸易量占世界第一，分子结构中有庞大的氢菲环结构，具有较高的力学刚性和耐热性，在热固性树脂或结构材料中应用具有潜在优势。项目首先对来源于松香的酸酐固化剂的纯度及批次稳定性进行了研究，获得了性能稳定可靠的原材料；其次针对酸酐固化剂与环氧基反应机理，选用不同结构的促进剂配置了环氧树脂固化体系，研究了不同组分及分子结构对松香酸酐促进效果的影响，由此合成了满足配方体系的促进剂，解决了酸酐环氧体系储存期与反应活性之间的矛盾。在配方体系确定的基础上，实验研究了树脂体系的反应机理、固化特性、流变特性和反应动力学，并应用相关的特征方程或模型进行了数值模拟，为生物质树脂在复合材料中的应用奠定了基础。由该树脂为基体应用热熔法加工了碳纤维织物预浸料，对复合材料的静态力学性能、耐湿热性能、耐环境性能及损伤容限进行了检测，复合材料性能达到了全石油基树脂基体复合材料性能水平。
目前该生物质碳纤维预浸料已应用到了大学生方程式赛车车体制造中，展示了生物质复合材料应用典范。与此同时，科技公司将开拓生物质复合材料在飞机、轨道交通、舰艇、汽车等内饰复合材料领域的应用。
世界范围内，航空材料及其制件的重要发展趋势是绿色化和智能化，采用可循环、天然的资源研制材料并应用于飞机制造，都将有力地推动飞机工业转型升级。中航复材（北京）科技有限公司将持续进行生物质树脂的研究开发，提高技术成熟度，在航空材料转型升级，航空材料技术绿色化中提前布局抢先占位，向国际航空工业展示中国在生物质复合材料及其制件制造方面的研发引领能力。