為了制造環(huán)氧樹脂復(fù)合材料氣瓶，最近專家采用多種方法研究按不同升溫制度固化的復(fù)合材料氣瓶用環(huán)氧樹脂基體的反應(yīng)固化度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以及其力學(xué)性能，以考察固化溫度對樹脂基體性能的影響，并對2種固化制度各自優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明：加上促進(jìn)劑可有效降低固化反應(yīng)溫度，80℃固化8h固化度可達(dá)95%以上。同130℃固化4 h結(jié)果相似，試驗(yàn)證明該基體配方可以作為高性能濕法纏繞復(fù)合材料氣瓶用樹脂基體配方。專家由此表示，固化制度對樹脂復(fù)材氣瓶影響直接。
       固化制度對樹脂基體性能的影響體現(xiàn)在何處？DDM屬于芳香胺類固化劑，其熔點(diǎn)為89℃，理論上與環(huán)氧E-51在達(dá)到90℃條件，加熱熔融混合才能得到較好的力學(xué)性能，在100℃以上其固化反應(yīng)才能完全，而本實(shí)驗(yàn)中130℃固化的樹脂與80℃固化的樹脂相比固化度卻差別不大，這是因?yàn)橐环矫骟w系中加入了一定量的促進(jìn)劑，而促進(jìn)劑能降低固化反應(yīng)過程中所需的活化能，使固化反應(yīng)能在較低溫度下進(jìn)行，并能加快反應(yīng)速度、降低固化反應(yīng)放熱峰。因此本實(shí)驗(yàn)環(huán)氧E-51/DDM體系的固化反應(yīng)在遠(yuǎn)低于100℃時仍能正常進(jìn)行。
       另一方面樹脂在80℃下固化保溫時間為8h，而FHl30在130℃下保溫時間只有4h。理論上講在一定范圍內(nèi)，時間和溫度具有等效性，也就是說在較低溫度下延長固化時間，依然能得到在較高溫度才能達(dá)到的較為充分的固化，在有促進(jìn)劑存在條件下更能體現(xiàn)這-點(diǎn)。即使在較高溫度下，若時間保持過短，樹脂依舊得不到更為充分的固化。本實(shí)驗(yàn)2種固化制度下的澆鑄體固化度皆大于95%，反應(yīng)都較為完全，說明2者的固化時間是充足的。分析還可預(yù)測在不影響樹脂性能的前提下，130℃的保溫時間仍有可縮短的空間，今后通過實(shí)驗(yàn)可對此進(jìn)行驗(yàn)證。
       在一定溫度范圍內(nèi)隨著固化溫度的升高，樹脂耐熱性隨之增加但其力學(xué)性能并不會隨之增大，反而還可能降低。基于上述分析，可以說一定的固化性能可以在低溫長時間獲得，也可以通過高溫短時間獲得，至于采用那種方案由具體生產(chǎn)實(shí)踐確定。高溫短時間固化會使固化物內(nèi)應(yīng)力增加并且分布不均，從而使力學(xué)性能下降，但采用低溫長時間固化則要占用更多生產(chǎn)時間，效率下降。就本實(shí)驗(yàn)的樹脂基體配方來講，若在低溫下能達(dá)到較好固化性能要求的話，則從降低固化爐要求方面考慮，應(yīng)采取第1種固化制度，即60℃/2 h+80℃/8 h較為合適；若對樹脂耐熱性能及韌性有更高要求或者要求較短的生產(chǎn)周期，則選擇第2種固化制度。由此可見高Tg和高力學(xué)性能是可通過不同的固化方式獲得的，這就是材料性能的工藝可設(shè)計(jì)性。