RTM 类工艺把纤维预成型体放入闭合模具,再把树脂注射进去。整个过程的核心矛盾是:树脂要在有限时间内充满复杂型腔,同时不能在充模完成前就开始凝胶。固化剂的选择就围绕这个矛盾展开。
充模需要树脂在压力驱动下流经预成型体的纤维间隙。流动阻力与树脂粘度、纤维体积分数、型腔复杂度直接相关。
粘度过高,充模压力上升,可能出现充模不完全、干斑与纤维冲刷位移;粘度过低,虽然流动容易,但可能造成纤维冲刷与树脂含量不均。因此理想的固化剂是在注射温度下提供合适粘度的产品。
充模完成后,体系需要尽快凝胶定型,缩短脱模等待时间。这就要求固化剂有一定的活性,且活化温度与模具温度匹配。
这一点是 RTM 与真空灌注的主要区别:灌注工艺可以让树脂在较长时间内保持流动,因为不存在压力充模的时间约束;而 RTM 的充模过程有明确的时间上限,之后需要快速定型。
| 参数 | 常规 RTM 取向 | 高压 RTM 取向 |
|---|---|---|
| 注射温度 | 中等,兼顾粘度与窗口 | 偏高,降低粘度 |
| 固化剂活性 | 温和,窗口优先 | 较高,脱模时间优先 |
| 注射压力 | 中等 | 高 |
| 模具温度 | 与活化温度匹配 | 更高,加速定型 |
| 脱模时间 | 较长 | 较短 |
提示:提示:高压 RTM 的注射速度快,体系在充模阶段温度会因剪切与压缩而上升。设计时应考虑这部分温升对适用期的影响。
干斑与充模不完全通常指向粘度偏高或注射压力不足。可以先提高注射温度降低粘度,若仍无法改善则考虑更换粘度更低的固化剂体系。
纤维位移与冲刷痕迹说明流动过于剧烈,应降低注射速度或提高体系粘度。
表面缺胶与流痕往往与固化过早有关。检查模具温度是否过高、注射时间是否过长,必要时更换活化温度更高的体系。
部分场合可以,但常温体系在模具内的定型时间较长,会显著影响生产效率。多数工业化 RTM 生产采用加温固化。
可以采用在线混合注射的方式,缩短树脂在高温下的停留时间;或选用活性更低、活化温度更高的固化体系,把凝胶时间拉长到合适的区间。
