作者介紹，由于固化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)由基體樹(shù)脂聚合物分子之間的交聯(lián)、纖維與樹(shù)脂之間不匹配的熱脹冷縮以及樹(shù)脂的粘彈性松弛等行為所引起的化學(xué)收縮，殘余應(yīng)力一直都是復(fù)合材料生產(chǎn)過(guò)程所面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。這些現(xiàn)象相互關(guān)聯(lián)，就會(huì)導(dǎo)致形狀畸變、微裂紋、分層、強(qiáng)度降低、老化和表面波紋等問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)于汽車(chē)復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，樹(shù)脂體系面臨著相互矛盾的技術(shù)要求：高速生產(chǎn)周期會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，而殘余應(yīng)力越大，A級(jí)表面的質(zhì)量就難以保證。

 

　　首先，研究者以異佛爾酮二胺（isophorone diamine）為固化劑，使多種雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂（DGEBA）發(fā)生固化。他們采用了體積膨脹測(cè)量法、DIN EN ISO 3521不飽和樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂總體積收縮率測(cè)定法（比重瓶/浮力法）以及亞琛工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的pVT法等多種測(cè)試方法測(cè)出了環(huán)氧樹(shù)脂的總收縮率為2.3-2.4%。隨后，采用熱機(jī)械分析法（TMA）測(cè)量了環(huán)氧樹(shù)脂樣品的長(zhǎng)度變化。結(jié)果表明，樣品發(fā)生的尺寸變化（膨脹與收縮）是由于松弛過(guò)程和樣品中“凍結(jié)”的自由體積的變化所引起的。

 

　　研究者同樣采用脂環(huán)族、芳脂族和脂肪族等不同種類的活性胺作為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，所有樣品在120°C下固化30min后測(cè)試其收縮效果，同時(shí)被測(cè)試的還有多種活性稀釋劑。環(huán)脂族結(jié)構(gòu)收縮率最小（2.4%），而脂肪族結(jié)構(gòu)收縮率最高。而且，脂肪族分子鏈結(jié)構(gòu)越長(zhǎng)，收縮率越高。同樣，活性稀釋劑的脂肪鏈越長(zhǎng)，收縮越明顯，最大收縮率可達(dá)4.5%。

 

　　該報(bào)告的最后部分，研究者采用樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模塑成型工藝（RTM）制備了復(fù)合材料部件，來(lái)觀察實(shí)際的收縮狀況及相應(yīng)的零件表面質(zhì)量。所有零件均采用相同的非屈曲織物準(zhǔn)各向同性鋪層作為纖維增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)，在120°C下固化10min。結(jié)果證實(shí)，含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂配方優(yōu)于含有開(kāi)鏈脂肪族結(jié)構(gòu)的配方，特別是配合采用模內(nèi)涂層工藝制備時(shí)，零件表面幾乎沒(méi)有波紋形貌。

 

　　為了進(jìn)一步降低收縮率，研究者同時(shí)研究了贏創(chuàng)公司的聚氨酯預(yù)浸料。贏創(chuàng)的聚氨酯體系，是含脲二酮結(jié)構(gòu)的脂肪族二異氰酸酯，固化速度快、強(qiáng)度高和韌性高，在室溫下儲(chǔ)存性能穩(wěn)定。由于在固化前其行為與熱塑性樹(shù)脂相似，因此，在預(yù)聚物狀態(tài)下能夠被輕松預(yù)制，而固化后則表現(xiàn)熱固性特點(diǎn)。就收縮而言，該報(bào)告對(duì)比了采用脂環(huán)胺（IPD/DGEBA）做固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂體系（收縮率2.4%）和贏創(chuàng)的聚氨酯體系，后者由于化學(xué)反應(yīng)和工藝過(guò)程的不同，收縮率小于1%。 

 

　　最后，該報(bào)告指出，在簡(jiǎn)單的預(yù)浸料模壓成型工藝中采用聚氨酯預(yù)浸料生產(chǎn)的零件與改性環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)品的表面質(zhì)量屬相同等級(jí)。該報(bào)告同時(shí)指出，表面質(zhì)量還與工藝過(guò)程、纖維結(jié)構(gòu)和一體化的表面處理技術(shù)有關(guān)。