纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物及其制造方法。該纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物包括聚合樹脂基體以及涂覆有第一畸變聚合樹脂的多個(gè)纖維。聚合樹脂基體具有第一馮米塞斯應(yīng)變。第一畸變聚合樹脂具有在大約0.25至大約0.45的范圍中的第二馮米塞斯應(yīng)變。涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維被設(shè)置在聚合樹脂基體中。第二馮米塞斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變。
【專利說明】纖維増強(qiáng)樹脂復(fù)合物及其制造方法
[0001]背景信息
技術(shù)領(lǐng)域：
[0002] 本公開內(nèi)容總體上涉及一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，并且更特別地，討論了一種具 有涂覆有畸變(distorti ona 1，扭曲）樹脂的纖維的復(fù)合物。
【背景技術(shù)】：
[0003] 飛行器正在用越來越大百分比的復(fù)合材料來設(shè)計(jì)和制造。復(fù)合材料被用在飛行器 中，以減少飛行器的重量。該減少的重量提高了性能特征，諸如有效負(fù)荷能力和燃料效率。 此外，復(fù)合材料為飛行器中的各種部件提供了更長的壽命。
[0004] 復(fù)合材料可以是通過組合兩種或多種功能組分所產(chǎn)生的堅(jiān)固輕質(zhì)材料。例如，一 種復(fù)合材料可包括被限制在聚合樹脂(polymeric resin)基體中的增強(qiáng)纖維。該纖維可以 是單向的，或可采取編織布或織物的形式。纖維和樹脂可被布置且固化以形成復(fù)合材料。
[0005] 在纖維增強(qiáng)復(fù)合物中，以微尺度水平的在纖維與周圍基體之間的負(fù)荷傳遞的效率 可能直接影響處于連續(xù)體水平(continuum level)的復(fù)合物的總機(jī)械性能?；w的可實(shí)質(zhì) 上被纖維的存在所影響的區(qū)域(有時(shí)被稱為"分界面（interphase)"區(qū)域)是直接包圍纖維 的基體的界面（interfacial)區(qū)域。在復(fù)合物中，由于纖維與周圍基體之間的彈性剛度 (elastic stiffness)的錯(cuò)配，該分界面區(qū)域可能經(jīng)受較高的剪切應(yīng)變。
[0006] 廣泛使用的傳統(tǒng)塊體樹脂(大塊樹脂，bulk resin)可能不提供期望的畸變能力。 因此，已經(jīng)開發(fā)了多種樹脂基體配方來提高聚合樹脂的畸變能力。但是，呈現(xiàn)更高畸變能力 性能潛力的配方可具有比傳統(tǒng)塊體樹脂更高的成本。呈現(xiàn)更高畸變能力的配方也可具有其 它不期望的局限性。這些其它不期望的局限性可包括受限制的流體阻力、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度、以及低于期望的預(yù)浸(prepreg，半固化)處理特征(諸如不充分的粘性(粘滯度，tack) 和/或預(yù)浸處理壽命）。這些不期望的局限性可通過修改形成基體的塊體聚合樹脂的化學(xué)性 質(zhì)而部分地被解決。但是，這些修改可能要求開發(fā)專門的單體或添加劑，所述單體或添加劑 可增加產(chǎn)品成本。此外，這些專門的配方和添加劑可能不期望地降低復(fù)合物的其它性能特 征。還存在對(duì)制造這種復(fù)合物的方法的需要，所述方法使用傳統(tǒng)的塊體樹脂、并且避免對(duì)樹 脂添加劑或?qū)ｉT樹脂配方的需要。因此，期望的是具有這樣的方法和裝置，其考慮了前面討 論的問題中的至少一個(gè)以及可能的其它問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開的說明性實(shí)施方式提供了一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合 物包括聚合樹脂基體以及被涂覆有第一畸變聚合樹脂的多個(gè)纖維。聚合樹脂基體具有第一 馮米塞斯應(yīng)變。第一畸變聚合樹脂具有在大約〇. 25至大約0.45的范圍中的第二馮米塞斯應(yīng) 變。被涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維被設(shè)置在聚合樹脂基體中。第二馮米塞斯 應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變。
[0008] 本公開的另一實(shí)施方式提供了一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物 包括:具有第一馮米塞斯應(yīng)變的聚合樹脂基體、被設(shè)置在聚合樹脂基體中的多個(gè)纖維、以及 包圍所述多個(gè)纖維的畸變分界面區(qū)域。所述多個(gè)纖維具有第二馮米塞斯應(yīng)變。第二馮米塞 斯應(yīng)變與第一馮米塞斯應(yīng)變的比大于或等于約1.04。
[0009] 本公開的又一實(shí)施方式提供了一種制造纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法。所述方法包 括將被涂覆有第一畸變聚合樹脂的多個(gè)纖維嵌入于聚合樹脂基體中。處于固化狀態(tài)中的第 一畸變聚合樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變在大約0.25至大約0.45的范圍中。聚合樹脂基體的第 二馮米塞斯應(yīng)變小于第一馮米塞斯應(yīng)變。
[0010] 所述特征、功能、以及優(yōu)點(diǎn)可在本公開的各個(gè)說明性實(shí)例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或可被組 合于其它實(shí)施方式中，在所述其它實(shí)施方式中，更多細(xì)節(jié)可參考以下的描述和附圖而看到。
【附圖說明】
[0011] 被認(rèn)為是說明性實(shí)施方式的特征的新穎特征在所附權(quán)利要求中闡述。但是，說明 性實(shí)施方式、以及使用的優(yōu)選模式、進(jìn)一步的目標(biāo)及其優(yōu)點(diǎn)將在結(jié)合附圖閱讀時(shí)參考本公 開的說明性實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述而被最好地理解，其中：
[0012] 圖1是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的飛行器的示圖；
[0013] 圖2是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的復(fù)合物的功能框圖的示圖，所述復(fù)合物采用涂 覆有畸變樹脂的纖維；
[0014] 圖3是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的涂覆有畸變樹脂的纖絲(filament)的纖維束的 截面圖的示圖；
[0015] 圖4是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的涂覆有畸變樹脂的纖絲的纖維束的更加詳細(xì)的 示圖；
[0016] 圖5是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的涂覆有單獨(dú)的畸變樹脂的纖絲的橫截面圖的更 加詳細(xì)的示圖；
[0017] 圖6是示出了根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的具有不同模量或強(qiáng)度和畸變樹脂涂層的 兩種類型的增強(qiáng)纖維的使用的示圖；
[0018] 圖7是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的具有多個(gè)畸變樹脂涂層的纖維的橫截面圖的示 圖；
[0019] 圖8是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的具有涂覆有畸變樹脂的不連續(xù)增強(qiáng)纖維的復(fù)合 物的截面圖的示圖；
[0020] 圖9是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式使用涂覆有畸變樹脂的纖維制造復(fù)合物結(jié)構(gòu)的方 法的流程圖的示圖；
[0021] 圖10是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的框圖的示圖；
[0022] 圖11是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式用于形成纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的過程的流程圖 的示圖；
[0023] 圖12是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式以框圖形式的飛行器制造和運(yùn)行的方法的示圖；
[0024] 圖13是飛行器的框圖的示圖，說明性實(shí)施方式可在所述飛行器中被實(shí)施；
[0025]圖14是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的用于張力樣片（tensile coupons)的應(yīng)力對(duì)比 (vs.)應(yīng)變特性(strain behavior)的曲線圖的示圖；以及
[0026] 圖15是根據(jù)一個(gè)說明性實(shí)施方式的用于張力樣片的應(yīng)力對(duì)比應(yīng)變特性的曲線圖 的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 不同的說明性實(shí)施方式認(rèn)可并考慮多個(gè)不同的想法。例如，不同的說明性實(shí)施方 式認(rèn)可并考慮的是，畸變聚合樹脂可提高諸如碳纖維層壓件的復(fù)合材料中的纖維的機(jī)械負(fù) 荷承載能力。如本文所使用的，"畸變聚合樹脂"涉及具有大于或等于大約0.25的馮米塞斯 應(yīng)變(von Mises strain)的聚合樹脂。在一些說明性實(shí)例中，"畸變聚合樹脂"可具有在大 約0.25至大約0.45范圍中的馮米塞斯應(yīng)變。發(fā)明人已通過實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)的是，當(dāng)用畸變聚 合樹脂制造時(shí)，與被用在具有當(dāng)前傳統(tǒng)聚合樹脂的層壓制件中的相同碳纖維相比，可實(shí)現(xiàn) 碳纖維層壓件的拉伸強(qiáng)度特性的高達(dá)80%的提高。
[0028] 但是，不同的說明性實(shí)施方式還認(rèn)可并考慮的是，與利用用于聚合樹脂基體的傳 統(tǒng)塊體樹脂的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物相比，具有主要包含畸變聚合物的聚合樹脂基體的纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可能具有不期望的性質(zhì)。例如，不同的說明性實(shí)施方式認(rèn)可并考慮的是，與 利用用于聚合樹脂基體的傳統(tǒng)塊體樹脂的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物相比，利用主要包含畸變聚 合物的聚合樹脂基體的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可能具有不期望的彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度、流體阻力或粘性壽命中的至少一者。
[0029] 不同的說明性實(shí)施方式進(jìn)一步認(rèn)可并考慮的是，畸變聚合樹脂可比傳統(tǒng)塊體樹脂 更昂貴。例如，在畸變聚合樹脂配方中所利用的單體可能成本更高，原因在于它們獨(dú)特的" 內(nèi)置式(built-in)"分子特征。作為另一實(shí)例，在畸變聚合樹脂中所利用的單體可以比在傳 統(tǒng)塊體樹脂中所使用的單體更小的體積而獲得。在傳統(tǒng)塊體樹脂中所使用的單體可以是從 工業(yè)規(guī)模的制造商而市購得到的商品化合物。
[0030] 不同的說明性實(shí)施方式還認(rèn)可并考慮的是，使用畸變聚合樹脂和傳統(tǒng)塊體樹脂兩 者的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可實(shí)現(xiàn)期望的特性。特別地，期望的材料性能可通過使用畸變聚 合樹脂和傳統(tǒng)塊體樹脂兩者實(shí)現(xiàn)。此外，相比于僅使用畸變聚合樹脂的纖維增強(qiáng)復(fù)合物，使 用畸變聚合樹脂和傳統(tǒng)塊體樹脂兩者可具有更低的制造成本。此外，期望的特性可通過用 以更大體積存在的傳統(tǒng)塊體樹脂作為聚合樹脂基體包圍畸變聚合樹脂而實(shí)現(xiàn)。
[0031] 說明性實(shí)施方式還認(rèn)可并考慮的是，包括用被嵌入于傳統(tǒng)塊體樹脂中的畸變聚合 樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可期望地具有畸變聚合樹脂的畸變變形特征。此 外，包括用被嵌入于傳統(tǒng)塊體樹脂中的畸變聚合樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可 具有期望的負(fù)荷承載能力，諸如拉伸強(qiáng)度。說明性實(shí)施方式進(jìn)一步認(rèn)可并考慮的是，包括用 被嵌入于傳統(tǒng)塊體樹脂中的畸變聚合樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可具有塊體 聚合樹脂基體的一個(gè)或多個(gè)期望的特性。
[0032] 現(xiàn)在參照附圖，并且特別地，參考圖1，根據(jù)說明性實(shí)施方式示出了飛行器的示圖。 在該說明性實(shí)例中，飛行器100具有附接于本體106的機(jī)翼102和機(jī)翼104。飛行器100包括附 接于機(jī)翼102的引擎108以及附接于機(jī)翼104的引擎110。
[0033] 本體106具有尾部112。水平穩(wěn)定器114、水平穩(wěn)定器116、以及豎直穩(wěn)定器118被附 接于本體106的尾部112。
[0034] 飛行器100是這樣的實(shí)例，即，本文所公開的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的各種說明性實(shí) 施方式可在該實(shí)例中實(shí)施。本文所公開的具有用畸變聚合樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂 復(fù)合物可以例如被用作用于飛行器100的部件的材料，其中輕質(zhì)的增強(qiáng)復(fù)合材料可具有優(yōu) 點(diǎn)。作為另一實(shí)例，具有用畸變聚合樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可被用作機(jī)翼 104的翼梁(spars)(未示出）的材料。作為又一實(shí)例，本體106或機(jī)翼104的復(fù)合蒙皮120可包 括具有用畸變聚合樹脂涂覆的纖維的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物。
[0035] 圖1中的飛行器100的示圖并不意味著暗示對(duì)說明性實(shí)施方式可實(shí)施的方式的物 理或構(gòu)造限制。例如，雖然飛行器100是商用飛行器，但是飛行器100也可以是軍用飛行器、 旋翼飛行器、直升機(jī)、無人駕駛飛行器，或任意其它適合的航空結(jié)構(gòu)。
[0036] 雖然用于說明性實(shí)施方式的說明性實(shí)例是針對(duì)飛行器或其它航空結(jié)構(gòu)來描述的， 但是說明性實(shí)施方式也可應(yīng)用于其它類型的平臺(tái)。所述平臺(tái)可以是例如移動(dòng)平臺(tái)、固定平 臺(tái)、陸基結(jié)構(gòu)、水基結(jié)構(gòu)、和空基結(jié)構(gòu)。更具體地，平臺(tái)可以是水面艦艇、坦克、人員運(yùn)輸車、 列車、太空船、宇宙空間站、人造衛(wèi)星、潛水艇、汽車、發(fā)電設(shè)施、橋、壩、房屋、風(fēng)車、制造設(shè) 備、建筑物、以及其它合適的平臺(tái)。
[0037]參照圖2,根據(jù)說明性實(shí)施方式示出了復(fù)合物20的框圖。復(fù)合物20包括嵌入于聚合 樹脂基體22中的纖維24。纖維24可以是增強(qiáng)纖維。纖維24可以是連續(xù)的或不連續(xù)的（例如短 纖維（chopped fibers))，并且可由多種材料中的任一種形成，所述多種材料包括(但不限 于)碳、玻璃、有機(jī)物、金屬制品、陶瓷制品和其它材料。在不同的說明性實(shí)例中，纖維24上具 有畸變樹脂涂層26，與周圍的聚合樹脂基體22的畸變變形能力相比，該涂層具有相對(duì)較高 的畸變變形能力。聚合樹脂基體22可包括傳統(tǒng)塊體樹脂?；儤渲繉?6可實(shí)現(xiàn)復(fù)合物20 的機(jī)械性能的重大改進(jìn)，例如增加的極限強(qiáng)度和/或應(yīng)變、以及抗脫層性能和抗微裂性能方 面的潛在改進(jìn)。如本文所使用的，短語"和/或"應(yīng)被解釋為"包括"或，并不是"獨(dú)有的"或。例 如，本文所使用的短語"A和/或B"將意味著"A、B、或者A和B"。作為另一實(shí)例，本文所使用的 短語"A、B、和/或'將意味著"A、B、C、或者它們的任意組合"。
[0038] 畸變樹脂涂層26的畸變變形能力（其可以馮米塞斯應(yīng)變性能的術(shù)語來表達(dá))相對(duì) 于聚合樹脂基體22是高的，以便在纖維24與周圍的聚合樹脂基體22之間實(shí)現(xiàn)最佳的纖維-樹脂負(fù)荷傳遞能力。馮米塞斯應(yīng)變或應(yīng)力是從材料中的任何給定點(diǎn)處的主應(yīng)力的組合所得 到的指數(shù)，以便確定在材料中的哪個(gè)點(diǎn)處應(yīng)力將引起失效(f ai 1 ure，故障）。聚合樹脂基體 22的畸變能力可比纖維24的畸變能力低，這由更低的馮米塞斯應(yīng)變性能呈現(xiàn)。然而，復(fù)合物 20可呈現(xiàn)出比具有纖維24和聚合樹脂基體22、但在沒有畸變樹脂涂層26的情況下所制造的 復(fù)合物更好的總機(jī)械性能。
[0039] 畸變樹脂涂層26可以是聚合物畸變樹脂涂層。適合于畸變樹脂涂層26的材料的背 景實(shí)例可在第7，745，549號(hào)美國專利中發(fā)現(xiàn)。在第7，745，549號(hào)美國專利中所公開的組分呈 現(xiàn)出增加的畸變變形、和/或減少的膨脹(di latation，擴(kuò)張）負(fù)荷，如同在馮米塞斯應(yīng)變關(guān) 系內(nèi)所表達(dá)的。正如在第7,745,549號(hào)美國專利中所討論的，纖維性能可受到已知復(fù)合物中 所使用的熱固性樹脂的低基體臨界畸變能力的限制。第7,745,549號(hào)美國專利的復(fù)合聚合 物基體呈現(xiàn)出提高的（即增加的）畸變變形和/或減少的（即，更低的)膨脹負(fù)荷，從而增加了 馮米塞斯應(yīng)變并提供了增強(qiáng)的復(fù)合物機(jī)械性能。
[0040] 假設(shè)具有改進(jìn)畸變能力的聚合樹脂能夠當(dāng)纖維經(jīng)歷負(fù)荷時(shí)在纖維中的微量缺陷 部(其可被視為纖維中的失效起動(dòng)位置(failure initiation sites))周圍沿纖維的縱向 軸線傳遞負(fù)荷。在缺陷部周圍再分配負(fù)荷的該能力可允許纖維繼續(xù)承擔(dān)負(fù)荷，而不會(huì)失效。 用于聚合體基體的響應(yīng)于作用力而經(jīng)受畸變的能力的分子基礎(chǔ)被建立理論是因?yàn)榫酆衔?鏈的比體積或鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。因此，能夠結(jié)合作用力而順應(yīng)調(diào)整的分子結(jié)構(gòu)將增強(qiáng)聚合 物的經(jīng)受能力、并增加它的畸變響應(yīng)(distortional response)。
[0041] 在不同的說明性實(shí)例中，復(fù)合物20可包括畸變分界面區(qū)域25,該畸變分界面區(qū)域 包括設(shè)置在纖維24與聚合樹脂基體22之間的畸變樹脂?；兎纸缑鎱^(qū)域25可限定復(fù)合物20 中的這樣的區(qū)域的全部或一部分，即，所述區(qū)域當(dāng)將作用力施加于復(fù)合物20時(shí)經(jīng)歷高剪切 應(yīng)變。不希望受到理論限制，可相信的是，這種高剪切應(yīng)變可能是因?yàn)槔w維24的彈性剛度與 聚合樹脂基體22的彈性剛度之間的錯(cuò)配。另外，不希望受到理論限制，可以相信的是，包圍 每個(gè)纖維24并包括畸變樹脂涂層26的獨(dú)特的畸變分界面區(qū)域25可通過針對(duì)作用力向復(fù)合 物20的施加而提供畸變響應(yīng)來提高復(fù)合物20的總機(jī)械性能?；冺憫?yīng)也可稱為偏響應(yīng)(偏 斜響應(yīng)，deviatoric response)，并且是形狀的改變。不希望受到理論的限制，可相信的是， 聚合樹脂基體22對(duì)作用力的畸變響應(yīng)或偏響應(yīng)可被視為響應(yīng)于應(yīng)變偏置的突躍剪切變換、 或聚合物鏈的比體積或鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。
[0042] 參照圖3,根據(jù)說明性實(shí)例示出了單個(gè)纖維束23的截面圖的示圖。單個(gè)纖維束23預(yù) 先浸漬有塊體基體樹脂，并包括多個(gè)單個(gè)纖絲或纖維24,每個(gè)纖絲或纖維均具有由塊體基 體樹脂包圍的畸變樹脂涂層26。塊體基體樹脂可包括在高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合物中所使用的各種 聚合樹脂中的任一種。固化可將塊體基體樹脂轉(zhuǎn)換成聚合樹脂基體22以及位于聚合樹脂基 體22中的嵌入涂覆纖維24，如上面在圖2中描述的。
[0043]畸變樹脂涂層26可使用各種傳統(tǒng)技術(shù)中的任一種而被施加于纖維24,所述傳統(tǒng)技 術(shù)包括(但不限于)浸泡和噴射?；儤渲繉?6的厚度"t"（圖5)將取決于復(fù)合物20的具體 應(yīng)用和性能需求。
[0044]如先前描述的，在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，以微尺度水平在增強(qiáng)纖維24與周圍的聚 合樹脂基體22之間的負(fù)荷傳遞的效率可顯著地影響復(fù)合物20的總機(jī)械性能。復(fù)合物20的受 纖維24的存在影響的臨界區(qū)域是畸變分界面區(qū)域25。不希望受到理論的限制，可相信的是， 該畸變分界面區(qū)域25經(jīng)受比較高的剪切應(yīng)變，原因在于纖維24的比較高的彈性剛度與周圍 聚合樹脂基體22的比較低的彈性剛度之間的錯(cuò)配。
[0045] 形成聚合樹脂基體22的塊體基體樹脂可以是具有不同于畸變樹脂涂層26的物理 性能的期望物理性能的任何合適的商業(yè)或定制的樹脂系統(tǒng)。物理性能的這些不同導(dǎo)致了具 有比聚合樹脂基體22更高的畸變能力的畸變樹脂涂層26。例如并且非限制地，相對(duì)于畸變 樹脂涂層26,聚合樹脂基體22中所使用的塊體基體樹脂的可能影響其畸變能力的典型物理 特性包括但并不局限于：出色的流體阻力、增加的模量、增加的高溫性能、改進(jìn)的加工能力 和/或處理性能(諸如粘度和粘性壽命）。
[0046] 在不同的說明性實(shí)例中，復(fù)合物20可由預(yù)浸材料生產(chǎn)。在這種說明性實(shí)例中，畸變 樹脂涂層26可在用塊體基體樹脂浸漬纖維24之前被施加于纖維24。通過在畸變樹脂涂層26 被應(yīng)用之后浸漬纖維24,可使用各種工藝來涂覆纖維24。在浸漬纖維24之后，產(chǎn)生的浸漬纖 維24可被固化。固化可將塊體基體樹脂轉(zhuǎn)換成聚合樹脂基體22,并且將涂覆纖維24嵌入在 聚合樹脂基體22中。在由此形成的復(fù)合物20中，聚合樹脂基體22包圍被嵌入在聚合樹脂基 體22中的涂覆纖維24。
[0047]在其它說明性實(shí)例中，復(fù)合物20可由涂覆有畸變樹脂且溶滲（infused)有塊狀基 體材料的纖維預(yù)制體(pref orm，還體）（未示出）產(chǎn)生。在一個(gè)這種說明性實(shí)例中，纖維預(yù)制 體的纖維可在被形成為纖維預(yù)制體之前用畸變樹脂涂覆。在另一個(gè)這種說明性實(shí)例中，纖 維預(yù)制體可由纖維24形成，并且然后用畸變樹脂涂覆，從而纖維24具有畸變樹脂涂層26。然 后，涂覆有畸變樹脂的纖維預(yù)制體可用塊體基體樹脂溶滲，從而涂覆有畸變樹脂涂層26的 纖維24被浸漬有塊體基體樹脂。在浸漬之后，然后，涂覆有畸變樹脂的且溶滲有塊體基體樹 脂的纖維預(yù)制體可被固化。在將涂覆有畸變樹脂且溶滲有塊體基體樹脂的纖維預(yù)制體固化 期間，聚合樹脂基體22從塊體基體樹脂形成，并且具有畸變樹脂涂層26的纖維24變得被嵌 入在聚合樹脂基體22中。
[0048]圖6示出了具有分別包括高模量和低模量的兩個(gè)纖維組24a、24b的復(fù)合物20。具有 包括不同模量的纖維24a、24b的復(fù)合物20有時(shí)被稱為混雜式(hybrid，混和的）復(fù)合物。在一 些說明性實(shí)例中，不同的畸變樹脂涂層26a、26b可分別被施加到具有不同物理特性的纖維 組24a、24b。
[0049]參照圖7,在一些應(yīng)用中可能期望的是在纖維24上施加畸變樹脂的多個(gè)畸變樹脂 涂層26、28。多個(gè)畸變樹脂涂層26、28可具有不同的畸變變形能力以形成過渡區(qū)域，該過渡 區(qū)域增加了纖維24與形成聚合樹脂基體22的周圍塊體樹脂之間的負(fù)荷傳遞能力。在該實(shí)例 中，外部的畸變樹脂涂層28的畸變變形能力可大于內(nèi)部的畸變樹脂涂層26的畸變變形能 力。
[0050]圖8示出了包括用不連續(xù)纖維30(有時(shí)被稱為短纖維)增強(qiáng)的聚合樹脂基體22的復(fù) 合物20，每個(gè)纖維均具有畸變樹脂涂層26。
[0051]現(xiàn)在注意圖9,該圖寬泛地示出了使用先前描述的復(fù)合物20制造復(fù)合物結(jié)構(gòu)(未示 出）的方法的步驟。在32處開始，提供適于該應(yīng)用的纖維24,如之前提到的，所述纖維可以是 連續(xù)的或不連續(xù)的。在34處，用畸變聚合樹脂涂覆纖維24,所述畸變聚合樹脂的畸變能力大 于形成聚合樹脂基體22的聚合樹脂的畸變能力。
[0052]在一個(gè)說明性實(shí)例中，在步驟36處，用塊體基體樹脂浸漬纖維24，并且在步驟37 處，將浸漬后的涂覆纖維24形成為預(yù)浸漬體，該預(yù)浸漬體可包括預(yù)浸漬束、預(yù)浸漬帶或預(yù)浸 漬織物。在38處，使用預(yù)浸漬體鋪設(shè)并形成復(fù)合物結(jié)構(gòu)。在另一說明性實(shí)例中，如步驟40中 所示，使用涂覆有畸變樹脂的纖維24來生產(chǎn)干燥的或基本干燥的纖維預(yù)制體，在步驟42處， 用塊體基體樹脂利用例如真空輔助樹脂傳遞成型（transfer molding)工藝來溶滲該纖維 預(yù)制體。最后，在44處，固化該結(jié)構(gòu)。在固化期間，將涂覆有畸變樹脂的纖維24嵌入于周圍的 聚合樹脂基體22中，從而在纖維24與聚合樹脂基體22之間形成先前描述的畸變分界面區(qū)域 25〇
[0053]在一些應(yīng)用中，可能必須在固化過程期間控制畸變樹脂涂層26的迀移。用于解決 該問題的一個(gè)方法涉及將畸變樹脂涂層26形成為具有高于形成聚合樹脂基體22的塊體樹 脂的黏度。在固化期間，畸變樹脂涂層26被保持在纖維的表面上，原因在于它的更高的黏度 和被減小的流動(dòng)能力。對(duì)該問題的另一解決方案包括:在纖維24被涂覆之后，將涂覆有畸變 樹脂的纖維24暴露于適當(dāng)?shù)纳叩臏囟龋员闶够儤渲晕⒔宦?lián)（固化），從而增加它的 黏度和對(duì)纖維24的附著。
[0054]在一個(gè)說明性實(shí)例中，提供了制造纖維增強(qiáng)聚合樹脂的方法，其包括用第一聚合 樹脂涂覆增強(qiáng)纖維以形成涂覆纖維、以及將涂覆纖維嵌入在第二聚合樹脂中。第一聚合樹 脂的畸變變形能力大于第二聚合樹脂的畸變變形能力，并且第一聚合樹脂可具有呈現(xiàn)高畸 變變形能力的各種樹脂化學(xué)特性中的任一個(gè)。第一聚合樹脂可以是呈現(xiàn)高畸變變形能力的 環(huán)氧基樹脂(epoxy)。該纖維可具有比第一聚合樹脂的彈性模量更高的彈性模量。該方法進(jìn) 一步包括:從由下列各項(xiàng)組成的組中選擇纖維:碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維和陶 瓷纖維。該方法可包括在第一聚合樹脂的涂層上施加第三聚合樹脂的涂層，其中，第三聚合 樹脂的畸變變形能力大于第二聚合樹脂的畸變變形能力、并且小于第一聚合樹脂的畸變變 形能力。
[0055] 根據(jù)另一說明性實(shí)例，提供了用于制造纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合物的方法，其包括:提 供塊體基體樹脂、以及提供用于增強(qiáng)由塊體基體樹脂形成的聚合樹脂基體的纖維。該方法 進(jìn)一步包括將纖維嵌入在聚合樹脂基體中。將纖維嵌入在基體中可包括用塊體基體樹脂浸 漬纖維。嵌入纖維可包括固化塊體基體樹脂，其中，固化塊體基體樹脂形成聚合樹脂基體。 該方法可進(jìn)一步包括在纖維與聚合樹脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域，其中，畸變分界面 區(qū)域提高了纖維與聚合樹脂基體之間的負(fù)荷傳遞。形成畸變分界面區(qū)域包括用具有不同于 聚合樹脂基體的至少一個(gè)特性的聚合物畸變樹脂涂覆纖維。所述至少一個(gè)特性從由下列各 項(xiàng)組成的組中選擇:流體阻力、增加的模量、高溫性能、加工性能、以及處理性能。提供纖維 包括從由下列各項(xiàng)組成的組中選擇纖維:碳纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維和陶瓷纖維。提供用 于增強(qiáng)聚合樹脂基體的纖維包括提供分別具有不同模量的兩組纖維，并且在纖維與聚合樹 脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域包括用不同的聚合樹脂涂覆每一個(gè)組中的纖維，所述不同 的聚合樹脂中的每個(gè)聚合樹脂的畸變變形能力均比聚合樹脂基體的畸變變形能力高。
[0056] 參照圖10,根據(jù)說明性實(shí)例示出了纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的框圖。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物1020包括聚合樹脂基體1022、多個(gè)纖維1024、以及畸變樹脂涂層1030。特別地，纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020包括涂覆有嵌入聚合樹脂基體1022中的畸變樹脂涂層1030的多個(gè)纖維 1024。
[0057]聚合樹脂基體1022可包括多個(gè)聚合基體樹脂1023。如本文所使用的，當(dāng)參考項(xiàng)目 使用時(shí)，"多個(gè)"意指一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目。多個(gè)聚合基體樹脂1023可包括能夠用作纖維增強(qiáng)復(fù) 合物的基體材料的任何聚合樹脂。多個(gè)聚合基體樹脂1023可以是傳統(tǒng)的塊體樹脂。多個(gè)聚 合基體樹脂1023也可被稱為未固化的樹脂基體材料。多個(gè)聚合基體樹脂1023可包括但不限 于熱固性聚合樹脂。熱固性聚合樹脂可包括例如以下中的至少一種:環(huán)氧樹脂、酚醛和氨基 樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、或其它合適的熱固性聚合樹脂。
[0058] 如本文所使用的，當(dāng)與一系列項(xiàng)目一起使用時(shí)，短語"……中的至少一個(gè)"意味著： 可使用所列項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的不同組合，并且可能需要列表中的每個(gè)項(xiàng)目中的僅一 個(gè)。換句話說，"……中的至少一個(gè)"意味著項(xiàng)目的任何組合，并且來自于列表的多個(gè)項(xiàng)目可 被使用、但不是列表中的所有項(xiàng)目均是必需的。項(xiàng)目可以是特定的對(duì)象、事物、或分類。例 如，"項(xiàng)目A、項(xiàng)目B、或項(xiàng)目C中的至少一個(gè)"可包括但并不限于項(xiàng)目A;項(xiàng)目A和項(xiàng)目B;或項(xiàng)目 B。該實(shí)例還可包括項(xiàng)目A、項(xiàng)目B、和項(xiàng)目C;或者項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。當(dāng)然，這些項(xiàng)目的任何組合 均可存在。在其它實(shí)例中，"……中的至少一個(gè)"可例如但不限于是項(xiàng)目A中的兩個(gè);項(xiàng)目B中 的一個(gè);和項(xiàng)目C中的十個(gè);項(xiàng)目B中的四個(gè)和項(xiàng)目C中的七個(gè);或者其它合適的組合。
[0059] 在一些說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022包括至少一個(gè)環(huán)氧樹脂。在一個(gè)這種說 明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022可包括以下中的至少一個(gè):雙酚A環(huán)氧樹脂或雙酚F環(huán)氧樹 脂。
[0060] 在一些說明性實(shí)例中，用于聚合樹脂基體1022的多個(gè)聚合基體樹脂1023可包括但 不限于改性聚合樹脂。合適的改性聚合基體樹脂的實(shí)例包括但不限于在存在固化劑(諸如 胺類固化劑)的情況下被固化或部分地固化的環(huán)氧樹脂。在一個(gè)說明性實(shí)例中，聚合樹脂基 體1022包括改性環(huán)氧樹脂，所述改性環(huán)氧樹脂包括下列中的至少一個(gè):雙酸A環(huán)氧樹脂或雙 酚F環(huán)氧樹脂和氨苯砜單體。
[0061] 在一些說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022可包括一個(gè)或多個(gè)可市購的聚合基體樹 月旨。在一些說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022包括一個(gè)或多個(gè)可市購的如上所述的熱固聚 合物的配方。在一些說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022包括一個(gè)或多個(gè)可市購的環(huán)氧樹脂。 適于在不同的說明性實(shí)例中使用的可市購的環(huán)氧基體樹脂可例如從以下獲得:新澤西州伍 德蘭公園的Cytec Industries、商品名稱為CY⑶Μ(例如，Cycom 977-3環(huán)氧樹脂體系和 Cycom 970環(huán)氧樹脂）；康涅狄格州斯坦福德的Hexcel Corporation、商品名稱為HEXPLY(例 如，HexPly 3501-6環(huán)氧基體、HexPly 8552環(huán)氧基體、和HexPly M21);以及紐約州紐約市的 Toray Indus tries (America )，Inc ·(例如，3900-2樹脂）〇
[0062] 在不同的說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022具有小于大約0.25的馮米塞斯應(yīng)變 1025。在一些說明性實(shí)例中，聚合樹脂基體1022可具有處于從大約0.18至大約0.24的范圍 中的馮米塞斯應(yīng)變1025。
[0063] 多個(gè)纖維1024可包括一個(gè)或多個(gè)不同類型的纖維。多個(gè)纖維1024可包括能夠增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物的任何纖維。多個(gè)纖維1024可包括例如碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、 陶瓷纖維、或其它適合的纖維中的至少一個(gè)。在一些說明性實(shí)例中，纖維可包括從以下中的 至少一個(gè)選擇的有機(jī)纖維:芳族聚酰胺纖維(例如，Kevlar，Twaron等）、高分子量的聚乙稀 (HMWPE)纖維、超高分子量的聚乙烯(UHMWPE)纖維、尼龍纖維、或任意其它適合的有機(jī)纖維。 [00 64] 所述多個(gè)纖維1024可包括以下中的至少一個(gè):低模量纖維1050、中模量纖維1052、 或高模量纖維1054。如本文所使用的，低模量纖維1050也可被稱為具有低彈性模量的纖維。 低模量纖維1050是具有處于從大約20百萬鎊每平方英寸(msi)至大約40msi范圍中的彈性 模量的纖維。在一些說明性實(shí)例中，低模量纖維1050可具有處于從大約33msi至大約36msi 范圍中的彈性模量。
[0065] 如本文所使用的，中模量纖維1052也可被稱為具有中彈性模量的纖維。中模量纖 維1052是具有處于從大約40ms i至大約45ms i的范圍中的彈性模量的纖維。
[0066] 如本文所使用的，高模量纖維1054也可被稱為具有高彈性模量的纖維。高模量纖 維1054是具有大于大約45msi的彈性模量的纖維。
[0067] 但是，這些范圍不旨在限制可在纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020中使用的纖維。所述多 個(gè)纖維1024可單獨(dú)地、或與具有低彈性模量、中彈性模量和/或高彈性模量的纖維組合地包 括具有處于這些范圍之外的彈性模量的纖維。
[0068]在不同的說明性實(shí)例中，所述多個(gè)纖維1024包括如下中的至少一個(gè):低模量纖維 1050、中模量纖維1052、或高模量纖維1054。在一些說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物 1020的所述多個(gè)纖維1024包括低模量纖維1050和高模量纖維1054。在另一些說明性實(shí)例 中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的所述多個(gè)纖維1024包括中模量纖維1052和高模量纖維 1054。在又一些說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的所述多個(gè)纖維1024包括低模量 纖維1050和中模量纖維1052。
[0069]在不同的說明性實(shí)例中，所述多個(gè)纖維1024包括碳纖維。本公開的適于在不同的 說明性實(shí)例中使用的可市購的碳纖維可從例如以下中獲得：阿拉巴馬州迪凱特的Toray Carbon Fibers America，Inc ·、商品名稱為T0RAYCA;康涅狄格州斯坦福德的Hexcel Corporation、商品名稱為HEXT0W?？蓮腡oray Industries市購的具有處于低范圍、中范圍、 和高范圍中的彈性模量的碳纖維的實(shí)例示出在下面的表1I中。
[0070]表 1
[0071 ]可市購的具有低、中、和高彈性模量的纖維
[0072]
[0073] *如2013年11月10日按配方制造的。
[0074] 在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)纖維1024可采取纖維預(yù)制體1027的形式。纖維預(yù) 制體1027包括形成一形狀的所述多個(gè)纖維1024。在一些說明性實(shí)例中，纖維預(yù)制體1027可 采取片材的形式。纖維預(yù)制體1027可具有用于纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的期望形狀。
[0075] 畸變樹脂涂層1030涂覆所述多個(gè)纖維1024。畸變樹脂涂層1030還可在所述多個(gè)纖 維1024與聚合樹脂基體1022之間形成畸變分界面區(qū)域1028?；儤渲繉?030可由多個(gè)畸 變聚合樹脂1026形成。
[0076]在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可以是單個(gè)聚合樹脂。在其它 說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可以是兩個(gè)或更多個(gè)聚合樹脂的組合。在一些 說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可由聚合樹脂的混合物形成。所述多個(gè)畸變聚 合樹脂1026具有大于或等于大約0.25的第一馮米塞斯應(yīng)變。在一些說明性實(shí)例中，所述多 個(gè)畸變聚合樹脂1026具有處于大約0.25至大約0.45的范圍中的第一馮米塞斯應(yīng)變。如所示 的，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可包含第一畸變聚合樹脂1029和第二畸變聚合樹脂1031。 第一畸變聚合樹脂1029具有馮米塞斯應(yīng)變1033。第二畸變聚合樹脂1031具有馮米塞斯應(yīng)變 1035。
[0077]在一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1033為大于或等于大約0.30。在另一些說明 性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1033為大于或等于大約0.40。在又一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng) 變1033處于從大約0.25至大約0.30的范圍中。在再一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1033 處于從大約0.30到大約0.39的范圍中。
[0078] 在一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1035為大于或等于大約0.30。在另一些說明 性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1035為大于或等于大約0.40。在又一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng) 變1035處于從大約0.25至大約0.30的范圍中。在再一些說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1035 處于從大約0.30到大約0.39的范圍中。
[0079]材料的馮米塞斯應(yīng)變可根據(jù)等式1來計(jì)算：
[0081] 其中ενΜ代表馮米塞斯應(yīng)變，并且￡1、￡2和￡3是三個(gè)主平面中的主應(yīng)變。對(duì)于特定材 料(例如，本文所描述的畸變聚合樹脂）的和ε 3的值可例如通過材料力學(xué)分析而實(shí)驗(yàn)地 確定。對(duì)于特定材料(例如，本文所描述的畸變聚合樹脂）的ε 1、ε2和ε3的值還可例如通過有 限元分析(FEA)方法來預(yù)測。
[0082]在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可包括多個(gè)畸變環(huán)氧樹脂。如 本文所使用的，"畸變環(huán)氧樹脂"涉及具有大于或等于大約0.25的馮米塞斯應(yīng)變的環(huán)氧樹 月旨。在一些說明性實(shí)例中，"畸變環(huán)氧樹脂"具有處于大約0.25至大約0.45的范圍中的馮米 塞斯應(yīng)變。在一個(gè)說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026包括苯基-異丙基-苯基-異丙 基-苯基環(huán)氧樹脂。在一個(gè)說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026包括苯基-甲基取代 的亞甲基(methy 1 ine)-苯基環(huán)氧樹脂。
[0083] 在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026包括至少一個(gè)環(huán)氧樹脂和至少 一個(gè)胺(例如二胺）。環(huán)氧樹脂可包括例如以下中的至少一個(gè):雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹 月旨、二環(huán)氧丙醚α，α'_二(4-羥苯基)-p_二異丙苯、雙酚-A的二氧化丙烯醚、或任意其它適合 的環(huán)氧樹脂。胺類可包括例如以下中的至少一個(gè):4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜、3,3'二氨 基二苯諷、1，3二(3_氛基苯氧基)苯、1，3二(4_氛基苯氧基)_2,2二甲基丙烷、1，3二(3_氛基 苯氧基)-2,2二甲基丙烷、或其它合適的胺類。在這種說明性實(shí)例中，基于所述多個(gè)畸變聚 合樹脂1026的總重，胺成分的量可在從大約24重量百分比(wt% )至大約65wt%的范圍中。 在一些說明性實(shí)例中，基于所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026的總重，胺的量可大于或等于大約 30wt%。在一些說明性實(shí)例中，基于所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026的總重，胺的量可在從大約 30wt%至大約65wt%的范圍中。
[0084]在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026具有大于或等于大約0.30的馮 米塞斯應(yīng)變，并且包括下面中的至少一個(gè):雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和4，4 '二(4-氨 基苯氧基)二苯砜;雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3，3 '二氨基二苯砜;雙酚F基三功能的 酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯;二環(huán)氧丙醚α，α'_二(4-羥苯基)-p_二異丙苯和 4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜;雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(4-氨基苯氧基)-2,2二甲 基丙烷;雙酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二 (3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷。在一個(gè)說明性實(shí)例中，畸變樹脂涂層1030包括二環(huán)氧丙 釀α，α ' -二(4_輕苯基)-p-二異丙苯和4，4 '二(3_氛基苯氧基)二苯諷。
[0085]所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可包括一個(gè)或多個(gè)可市購的畸變樹脂成分。適于在本 文的不同說明性實(shí)例中用作畸變樹脂成分的可市購的環(huán)氧樹脂的實(shí)例是:雙酚F基三功能 的酸醛環(huán)氧樹脂，其可從歇根州米德蘭市的Dow Chemical Company獲得、商品名稱為 D. E. N.(例如，D. E. N. 431)。適于在本文的不同說明性實(shí)例中用作畸變樹脂成分的可市購的 二胺的實(shí)例是3，3 '二氨基二苯諷，其可從例如日本大阪的Showa Kako獲得、商品名稱為3， 3，-DDS〇
[0086]畸變樹脂涂層1030作為位于所述多個(gè)纖維1024上的涂層而存在于纖維增強(qiáng)樹脂 復(fù)合物1020中。位于所述多個(gè)纖維1024上的畸變樹脂涂層1030的厚度可以是均勻的、可變 的、或它們的組合?；儤渲繉?030的組分可以是異質(zhì)的、同質(zhì)的、或它們的組合。
[0087]畸變樹脂涂層1030包括多個(gè)層1032。所述多個(gè)層1032中的每個(gè)層可包括所述多個(gè) 畸變聚合樹脂1026中的一個(gè)或多個(gè)畸變聚合樹脂。在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層1032 包括單個(gè)畸變聚合樹脂層。在其它說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層1032包括兩個(gè)或更多個(gè)不同 的畸變聚合樹脂層。在這種說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層1032中的各個(gè)層的馮米塞斯指數(shù)可 以與所述多個(gè)層1032中的其它層相同和/或不同。
[0088]如所示出的，所述多個(gè)層1032具有第一層1037和第二層1039。在一些說明性實(shí)例 中，第一層1037覆蓋所述多個(gè)纖維1024,而第二層1039覆蓋第一層1037。在這些說明性實(shí)例 中，第一層1037包括具有馮米塞斯應(yīng)變1033的第一畸變聚合樹脂1029。在這些說明性實(shí)例 中，第二層1039包括具有馮米塞斯應(yīng)變1035的第二畸變聚合樹脂1031。在一個(gè)說明性實(shí)例 中，馮米塞斯應(yīng)變1035大于馮米塞斯應(yīng)變1033。在另一說明性實(shí)例中，馮米塞斯應(yīng)變1035大 于馮米塞斯應(yīng)變1033和馮米塞斯應(yīng)變1025。
[0089] 在一些說明性實(shí)例中，隨著介于每個(gè)層與所述多個(gè)纖維1024之間的層的數(shù)量增 加，所述多個(gè)層1032的連續(xù)層的馮米塞斯應(yīng)變減小。在一個(gè)這種說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層 1032包括覆蓋所述多個(gè)纖維1024的第一層1037、覆蓋第一層1037的第二層1039、以及可選 擇的覆蓋第二層1039的第三層。在該說明性實(shí)例中，第一層1037的馮米塞斯應(yīng)變大于第二 層1039的馮米塞斯應(yīng)變，第二層1039的馮米塞斯應(yīng)變大于第三層的馮米塞斯應(yīng)變，并且第 一、第二和第三層的馮米塞斯應(yīng)變均大于聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變1025。
[0090] 在一些說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020包括被涂覆有所述多個(gè)畸變聚合 樹脂1026且被浸漬有聚合樹脂基體1022的纖維預(yù)制體1027。在一個(gè)這種說明性實(shí)例中，被 浸漬的且被涂覆的纖維預(yù)制體1027已被固化。在另一個(gè)這種說明性實(shí)例中，被浸漬的且被 涂覆的纖維預(yù)制體1027是未固化的或部分地固化的，并且該纖維預(yù)制體的粘性壽命大于所 述多個(gè)畸變聚合樹脂1026中的至少一個(gè)畸變聚合樹脂的粘性壽命。
[0091] 如以上簡要地討論的，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020可包括設(shè)置在所述多個(gè)纖維1024 與聚合樹脂基體1022之間的畸變分界面區(qū)域1028。畸變分界面區(qū)域1028可限定纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物1020中的這樣的區(qū)域的全部或一部分，即，所述區(qū)域當(dāng)將作用力施加于纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物1020時(shí)經(jīng)歷高剪切應(yīng)變?；兎纸缑鎱^(qū)域1028可由畸變樹脂涂層1030形成。畸 變分界面區(qū)域1028可包括畸變樹脂涂層1030的多個(gè)畸變聚合樹脂1026的至少一部分。畸變 分界面區(qū)域1028可結(jié)合于所述多個(gè)纖維1024的化學(xué)官能團(tuán)或聚合樹脂基體1022的化學(xué)官 能團(tuán)中的至少一個(gè)。
[0092] 不希望受到理論限制，可相信的是，畸變分界面區(qū)域1028中的高剪切應(yīng)變可能是 由于所述多個(gè)纖維1024的彈性剛度與聚合樹脂基體1022的彈性剛度之間的錯(cuò)配而造成的。 再次，不希望受到理論限制，可相信的是，畸變分界面區(qū)域1028可通過針對(duì)作用力向纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的施加提供畸變響應(yīng)而提高纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的總機(jī)械性能。畸 變響應(yīng)也可被稱為偏響應(yīng)，并且是形狀的改變。
[0093]在不同的說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的特征可在于畸變分界面區(qū)域 1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率。在一個(gè)說明性實(shí)例，畸 變分界面區(qū)域1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率大于或等 于大約1.04。在另一說明性實(shí)例，畸變分界面區(qū)域1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體 1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率在從大約1.04至大約1.25的范圍中。在又一說明性實(shí)例中，畸 變分界面區(qū)域1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率大于或等 于大約1.25。在再一說明性實(shí)例，畸變分界面區(qū)域1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體 1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率在從大約1.25至大約1.63的范圍中。在再一說明性實(shí)例中，畸 變分界面區(qū)域1028的馮米塞斯應(yīng)變與聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變的比率大于或等 于大約1.63。
[0094]通過結(jié)合含有畸變樹脂涂層1030的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020,可在運(yùn)載工具（例 如飛行器）中獲得重量的減輕。與不具有畸變樹脂涂層1030的傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物相 比，就均等重量來說(pound for pound)，含有被涂覆有多個(gè)畸變聚合樹脂1026的多個(gè)纖維 1024的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020可呈現(xiàn)出改進(jìn)的負(fù)荷承載特性。不同的說明性實(shí)施方式認(rèn) 可并考慮的是，利用多個(gè)畸變聚合樹脂1026作為用于纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的多個(gè)纖維 1024的畸變樹脂涂層1030允許:使用比在使用不具有畸變樹脂涂層1030的傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物的情況下所需要的材料更少的材料來滿足運(yùn)載工具(諸如飛行器）的結(jié)構(gòu)部件的 機(jī)械性能要求和設(shè)計(jì)容差，因而減少了車輛重量和對(duì)重量敏感的運(yùn)行成本。
[0095]在用多個(gè)聚合物基體樹脂1023浸漬所述多個(gè)纖維1024之前用多個(gè)畸變聚合樹脂 1026涂覆多個(gè)纖維1024可以是一種生產(chǎn)纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020及包含這種纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物的物品的期望方法。不同的說明性實(shí)施方式認(rèn)可并考慮的是，在用多個(gè)聚合物基 體樹脂1023浸漬多個(gè)纖維1024之前用多個(gè)畸變聚合樹脂1026涂覆纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物 1020的多個(gè)纖維1024可期望地增加在所得到的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020中的所述多個(gè)纖 維1024的各個(gè)纖絲之間的最終間距。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020中的所述多個(gè)纖維1024的各 個(gè)纖絲之間的增加的間距減少了例如可能在多層(multi-ply)層壓件的制造過程的固化后 的冷卻期間在所述多層層壓件中發(fā)展的殘余應(yīng)變。不同的說明性實(shí)施方式認(rèn)可并考慮的 是，在更小內(nèi)部殘余應(yīng)變的情況下被固化的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020相比于具有更高內(nèi)部 殘余應(yīng)變的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可具有改進(jìn)的負(fù)荷承載能力和/或疲勞壽命。
[0096]圖10中的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的示圖并不意味著暗示將物理或結(jié)構(gòu)特征局 限于說明性實(shí)施方式可實(shí)施的方式。也可使用附加于或替代所說明的那些部件之外的其它 部件。一些部件可能是不必要的。此外，方框被示出以說明一些功能部件。當(dāng)在說明性實(shí)施 方式中被實(shí)施時(shí)，這些方框中的一個(gè)或多個(gè)可被結(jié)合、被分開、或者被結(jié)合且被分開成不同 的方框。
[0097] 例如，如所示出的，多個(gè)畸變聚合樹脂1026包含第一畸變聚合樹脂1029和第二畸 變聚合樹脂1031。但是，在一些說明性實(shí)例中，多個(gè)畸變聚合樹脂1026可僅包含第一畸變聚 合樹脂1029。在其它說明性實(shí)例中，多個(gè)畸變聚合樹脂1026可包括得比第一畸變聚合樹脂 1029和第二畸變聚合樹脂1031更多。
[0098]作為另一實(shí)例，如所示出的，所述多個(gè)層1032具有第一層1037和第二層1039。但 是，在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層1032可僅包括第一層1037。在其它說明性實(shí)例中，所 述多個(gè)層1032可包括比第一層1037和第二層1039更多的層。
[0099] 在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)層1032可進(jìn)一步包括第三層。第一層1037可包含 第一畸變聚合樹脂1029并覆蓋所述多個(gè)纖維1024。第二層1039可包括第二畸變聚合樹脂 1031并覆蓋第一層1037。第三層可包括第三畸變聚合樹脂并覆蓋第二層。
[0100] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖11，根據(jù)說明性實(shí)例示出了用于形成纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的過程 1100的流程圖的示圖。過程1100可被實(shí)施以形成圖10的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020。
[0101] 過程1100可通過選擇原料成分(操作1110)開始。所選擇的原料成分是待在制造纖 維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020時(shí)使用的原料成分。選擇原料成分的步驟包括選擇多個(gè)未固化的畸 變聚合樹脂和/或多個(gè)畸變聚合樹脂1026的畸變樹脂成分、多個(gè)未固化的樹脂基體材料、以 及多個(gè)纖維1024。在一些說明性實(shí)例中，選擇原料成分的步驟包括選擇固化劑。
[0102] 選擇原料成分的步驟可包括選取原料成分，從而纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020將具有 期望的材料特性。此外，選擇原料成分可包括選取所述原料成分中的一個(gè)或多個(gè)的量和/或 相對(duì)量。
[0103] 然后，過程1100可制備未固化的多個(gè)畸變聚合樹脂(操作1120)。所述多個(gè)畸變聚 合樹脂1026由畸變樹脂成分制備。未固化的所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026的制備可包括組合 畸變樹脂成分。然后，所組合的畸變樹脂成分可根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員所知的從聚合成 分摻和(blending)聚合物組合物的標(biāo)準(zhǔn)方法而被混合和/或摻和，因而形成未固化的所述 多個(gè)畸變聚合樹脂1026。在不同的說明性實(shí)例中，所組合的畸變樹脂成分被混合和/或摻 和，從而所產(chǎn)生的未固化的所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026是畸變樹脂成分的異質(zhì)的且均勻的 摻和物。在一些說明性實(shí)例中，選擇原料成分的步驟涉及選取畸變樹脂成分，當(dāng)通過組合并 固化畸變樹脂成分時(shí)，所述畸變樹脂成分將形成具有大于大約0.25的馮米塞斯應(yīng)變的畸變 聚合樹脂。
[0104] 然后，過程1100可用未固化的所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026涂覆多個(gè)纖維1024(操 作1130)。在不同的說明性實(shí)例中，未固化的所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可作為高固體份樹 脂(high solids resin)而使用熱融技術(shù)被施加于所述多個(gè)纖維1024。
[0105] 在其它說明性實(shí)例中，未固化的所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026可使用溶液浸泡工藝 而被施加于所述多個(gè)纖維1024。在溶液浸泡工藝中，所述多個(gè)纖維1024通過含有未固化的 所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026的溶液槽。隨著纖維通過溶液，畸變樹脂成分作為涂層累積在 纖維上。然后，干燥纖維，以從涂層蒸發(fā)溶劑、并且使畸變樹脂成分部分地反應(yīng)以形成部分 地固化的畸變聚合樹脂。在一個(gè)這種說明性實(shí)例中，畸變樹脂成分包括一個(gè)或多個(gè)畸變環(huán) 氧樹脂，并且一個(gè)或多個(gè)畸變胺被溶解在溶劑中以形成溶液。所述多個(gè)纖維1024通過畸變 環(huán)氧樹脂和畸變胺的溶液，并且畸變環(huán)氧樹脂和畸變胺作為涂層累積在纖維上。然后，干燥 用畸變環(huán)氧樹脂和畸變胺涂覆的纖維，以蒸發(fā)溶劑、并使畸變環(huán)氧樹脂與畸變胺部分地反 應(yīng)。
[0106] 在一些說明性實(shí)例中，用所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026涂覆所述多個(gè)纖維1024產(chǎn)生 了第一層1037。在一些說明性實(shí)例中，用所述多個(gè)畸變聚合樹脂1026涂覆所述多個(gè)纖維 1024產(chǎn)生了多于一層的畸變聚合樹脂1026。在存在多個(gè)層的說明性實(shí)例中，根據(jù)被用來施 加第一涂層的過程，可施加附加的畸變聚合樹脂的層。例如，如果第一涂層使用熱融技術(shù)而 被施加，則熱融技術(shù)還可被用來在未固化的畸變聚合樹脂的第一涂層上施加一個(gè)或多個(gè)附 加的未固化的畸變聚合樹脂的涂層。在另一些說明性實(shí)例中，根據(jù)不同于被用來施加第一 涂層的過程的過程，可施加一個(gè)或多個(gè)附加的畸變聚合樹脂的涂層。例如，如果第一涂層使 用溶液浸泡工藝而被施加，則可使用熱融技術(shù)在部分地固化的畸變聚合樹脂的第一涂層上 施加一個(gè)或多個(gè)附加的畸變聚合樹脂的涂層。在又一些說明性實(shí)例中，可使用不同的技術(shù) 施加附加的畸變聚合樹脂的涂層。在一個(gè)說明性實(shí)例中，使用熱融技術(shù)將第二畸變聚合樹 脂的第二涂層施加在第一涂層上，并且使用溶液浸泡工藝將第三畸變聚合樹脂的第三涂層 施加在第一涂層上。
[0107] 在不同的說明性實(shí)例中，未固化的畸變聚合樹脂的涂層中的每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于圖10 中的畸變樹脂涂層1030的層中的一個(gè)。在一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)纖維1024可被涂覆 有兩個(gè)或更多個(gè)畸變聚合樹脂的層，所述兩個(gè)或更多個(gè)層具有不同的馮米塞斯應(yīng)變值。在 一些說明性實(shí)例中，所述多個(gè)纖維1024可被涂覆有畸變聚合樹脂的第一層，該畸變聚合樹 脂的第一層的第一馮米塞斯應(yīng)變大于聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變1025,并且畸變聚 合樹脂的第一層被涂覆有畸變聚合樹脂的第二層，該畸變聚合樹脂的第二層的第二馮米塞 斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變和聚合樹脂基體1022的馮米塞斯應(yīng)變。在其它說明性實(shí)例 中，所述多個(gè)纖維1024可被涂覆有兩個(gè)或更多個(gè)畸變樹脂的層，并且隨著增加與所述多個(gè) 纖維1024的距離，畸變樹脂的各個(gè)層的馮米塞斯應(yīng)變的值相繼地減小。也就是說，各個(gè)層的 馮米塞斯應(yīng)變的值從所述多個(gè)纖維1024按順序減少，其中直接覆蓋所述多個(gè)纖維1024的畸 變樹脂的層具有最高的馮米塞斯應(yīng)變，并且直接由聚合樹脂基體1022覆蓋的層具有最低的 馮米塞斯應(yīng)變。
[0108] 不希望受到理論限制，可相信的是，包含具有相繼地減少的馮米塞斯應(yīng)變的畸變 聚合樹脂層的畸變樹脂涂層1030用作畸變變形梯度部(gradient，漸變部），其可提供具有 進(jìn)一步改進(jìn)的畸變變形能力的各種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物。
[0109] 然后，過程1100可將被涂覆有第一畸變聚合樹脂1029的所述多個(gè)纖維1024嵌入于 聚合樹脂基體1022中（操作1140)。然后，過程1100可用未固化的樹脂基體材料浸漬被涂覆 有第一畸變聚合樹脂1029的所述多個(gè)纖維1024(操作1150)。浸漬被涂覆有第一畸變聚合樹 脂1029的所述多個(gè)纖維1024的步驟可與將被涂覆有第一畸變聚合樹脂1029的纖維嵌入于 聚合樹脂基體1022中的步驟同時(shí)執(zhí)行。換句話說，嵌入的步驟可包括用未固化的樹脂基體 材料浸漬被涂覆有第一畸變聚合樹脂1029的纖維。
[0110] 浸漬可根據(jù)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說公知為適于用樹脂基體材料浸漬纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物的纖維的技術(shù)來執(zhí)行。在不同的說明性實(shí)例中，所產(chǎn)生的未固化的或部分地固 化的樹脂預(yù)浸漬體可采用從以下選擇的至少一個(gè)復(fù)合物形式:預(yù)浸漬束、預(yù)浸漬帶、或預(yù)浸 漬織物。
[0111] 雖然本文使用了術(shù)語"浸漬"，但是在所述多個(gè)纖維1024為纖維預(yù)制體1027的形式 的一個(gè)說明性實(shí)例中，操作1150也可替代地被稱為樹脂溶滲(resin infusion，樹脂灌注， 樹脂滲透）。換句話說，在操作1150中，諸如纖維預(yù)制體1027的纖維預(yù)制體可經(jīng)歷樹脂溶滲。
[0112] 換句話說，在一些說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020可根據(jù)在上面結(jié)合圖9 所描述的方框36、37、和38所代表的樹脂溶滲工藝來制造。但是，在一些說明性實(shí)例中，纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020可根據(jù)在上面結(jié)合圖9所描述的方框40和42所代表的樹脂溶滲工藝來 制造。
[0113] 然后，過程1100可固化第一畸變聚合樹脂1029和未固化的樹脂基體材料，并且從 未固化的樹脂基體材料形成聚合樹脂基體1022(操作1160)。由于固化，可從未固化的樹脂 基體材料形成聚合樹脂基體1022,并且可從未固化的和/或部分地固化的多個(gè)畸變聚合樹 脂形成包含多個(gè)畸變聚合樹脂1026的畸變樹脂涂層1030。因而，固化第一畸變聚合樹脂 1029和未固化的樹脂基體材料的步驟可與將被涂覆有第一畸變聚合樹脂1029的纖維嵌入 在聚合樹脂基體1022中的步驟同時(shí)地或基本上同時(shí)地執(zhí)行。換句話說，嵌入步驟可包括用 未固化的樹脂基體材料浸漬被涂覆有第一畸變聚合樹脂1029的纖維。
[0114] 在一些說明性實(shí)例中，固化可以在熱壓罐(autoclave，高壓鍋）中執(zhí)行。在這些說 明性實(shí)例中，固化在升高的溫度和壓力下執(zhí)行。在一個(gè)說明性實(shí)例中，固化可通過向覆蓋未 固化的樹脂基體材料的真空袋施加真空來執(zhí)行。當(dāng)在真空袋內(nèi)抽出真空的同時(shí)，可在熱壓 罐中施加80到95psig的壓力。當(dāng)熱壓罐內(nèi)的壓力增大時(shí)，加熱可進(jìn)而發(fā)生，包括下列中的至 少一個(gè):升溫(ramp up)、保持、或冷卻范圍。在一些說明性實(shí)例中，升溫可包括大約1華氏度 到大約5華氏度的加熱速率。保持范圍可具有大約345華氏度至大約365華氏度的溫度。冷卻 范圍可包括大約5華氏度的最大冷卻速率。
[0115] 在不同的說明性實(shí)例中，固化可在存在固化劑的情況下執(zhí)行。在一些說明性實(shí)例 中，固化劑可促進(jìn)未固化的樹脂基體材料反應(yīng)成為聚合樹脂基體1022(例如，通過增加速率 和/或反應(yīng)度）。在一些說明性實(shí)例中，固化劑可促進(jìn)未固化的樹脂基體材料和/或聚合樹脂 基體1022與畸變樹脂涂層1030反應(yīng)，以形成畸變分界面區(qū)域1028。在一些說明性實(shí)例中，固 化劑可與未固化的樹脂基體材料反應(yīng)并組合，由此固化劑變成聚合樹脂基體1022的部分。 在一些說明性實(shí)例中，固化劑可在畸變樹脂涂層1030的外邊界處與畸變樹脂涂層1030和/ 或未固化的樹脂基體材料反應(yīng)并組合，由此固化劑變成纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020的部分， 該部分從畸變聚合樹脂過渡至聚合樹脂基體1022。在一個(gè)說明性實(shí)例中，未固化的樹脂基 體材料在存在包含氨苯砜單體的固化劑的情況下被固化。在一個(gè)說明性實(shí)例中，包含雙酚A 環(huán)氧樹脂或雙酚F環(huán)氧樹脂中的至少一個(gè)的未固化的樹脂基體材料在存在包含氨苯砜單體 的固化劑的情況下被固化。
[0116] 在一些說明性實(shí)例中，然后，過程1100在所述多個(gè)纖維1024與聚合樹脂基體1022 之間形成畸變分界面區(qū)域1028(操作1170)，并且所述過程在此之后終止。此操作可以是可 選的。在一些說明性實(shí)例中，可不形成畸變分界面區(qū)域。形成畸變分界面區(qū)域的步驟可與將 被涂覆有第一畸變聚合樹脂的纖維嵌入于聚合樹脂基體中的步驟同時(shí)地或基本上同時(shí)地 執(zhí)行。
[0117]根據(jù)通過固化獲得的固化度，畸變分界面區(qū)域1028可由位于所述多個(gè)纖維1024與 聚合樹脂基體1022之間的畸變樹脂涂層1030形成。畸變分界面區(qū)域1028可在化學(xué)上和在結(jié) 構(gòu)上與聚合樹脂基體1022不同?；兎纸缑鎱^(qū)域1028可被結(jié)合于所述多個(gè)纖維1024的纖維 的化學(xué)官能團(tuán)或聚合樹脂基體1022的化學(xué)官能團(tuán)中的至少一個(gè)。
[0118] 所示出的不同實(shí)施方式中的流程圖和框圖說明了說明性實(shí)施方式中的裝置和方 法的建構(gòu)、功能、以及一些可行的實(shí)現(xiàn)方式的操作。在這方面，流程圖或框圖中的每個(gè)方框 可代表操作或步驟的模塊、節(jié)段、功能、和/或部分。
[0119] 在說明性實(shí)施方式的一些可替代實(shí)現(xiàn)方案中，方框中提到的一個(gè)功能或多個(gè)功能 可以不同于該圖中的次序而發(fā)生。例如但非限制地，在一些情況下，連續(xù)地示出的兩個(gè)方框 可基本上同時(shí)地執(zhí)行，或者所述方框有時(shí)可以顛倒的次序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能。此 外，除了流程圖或框圖中所示出的方框，還可增加其它方框。此外，一些方框可以是可選的。 [0120] 例如，如上所述，操作1140、1150、1160、和1170可同時(shí)地或基本上同時(shí)地執(zhí)行。此 外，操作1170可不被執(zhí)行。再者，操作1110、1120、和1130可以不由與剩余操作相同的參與者 (actor)來執(zhí)行。因此，某一參與者可在操作1140處開始執(zhí)行過程1100。
[0121] 下面參照圖12和13,本公開的說明性實(shí)例可在圖12中所示的飛行器制造和運(yùn)行方 法46以及圖13中所示的飛行器48中使用。在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性方法46可包括飛行器48的 規(guī)格和設(shè)計(jì)50以及材料采購52。在生產(chǎn)期間，飛行器48的部件和子組件制造54以及系統(tǒng)集 成56進(jìn)行。在步驟54期間，可采用所公開的方法和裝置來制造復(fù)合物部件，所述復(fù)合物部件 形成之后在步驟56處被組裝的部件。在此之后，飛行器48可經(jīng)過認(rèn)證和交付58,以便被投入 運(yùn)行60。在由客戶運(yùn)行的同時(shí)，飛行器48可定期進(jìn)行例行的維修和保養(yǎng)62(其還可包括修 改、重新構(gòu)造、翻新等）。
[0122] 方法46的過程步驟中的每一個(gè)均可由系統(tǒng)集成者、第三方、和/或操作者(例如，客 戶)來執(zhí)行或?qū)嵤?。為了本說明的目的，系統(tǒng)集成者可非限制性地包括任意數(shù)量的飛行器制 造商和主要系統(tǒng)分包商；第三方可非限制性地包括任意數(shù)量的銷售商、分包商、及供應(yīng)商； 并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)機(jī)構(gòu)等。
[0123] 如圖13中所示，由示例性方法46所生產(chǎn)的飛行器48可包括具有多個(gè)系統(tǒng)66和內(nèi)部 68的機(jī)架(airframe，機(jī)身）64。所公開的方法和裝置可被用來制造形成機(jī)身64或內(nèi)部68的 部件的復(fù)合物部件。高級(jí)系統(tǒng)66的實(shí)例包括以下的一種或多種:推進(jìn)系統(tǒng)70、電氣系統(tǒng)72、 液壓系統(tǒng)74、以及環(huán)境系統(tǒng)76?？砂ㄈ我鈹?shù)量的其它系統(tǒng)。雖然示出了航空的實(shí)例，但是 本文所公開的原理可應(yīng)用于其它工業(yè)，諸如汽車工業(yè)。
[0124] 本文所實(shí)施的裝置可在生產(chǎn)和運(yùn)行方法46的階段中的任何一個(gè)或多個(gè)期間被采 用。例如，與生產(chǎn)過程54相對(duì)應(yīng)的部件或子組件可以類似于在飛行器48投入運(yùn)行時(shí)所生產(chǎn) 的部件或子組件的方式被生產(chǎn)或制造。此外，一個(gè)或多個(gè)裝置說明性實(shí)例可在生產(chǎn)階段54 和56期間被使用，例如，通過顯著加快組裝或降低飛行器48的成本而被使用。類似地，一個(gè) 或多個(gè)裝置說明性實(shí)例可在飛行器48投入運(yùn)行時(shí)被使用，例如且并非限制性地，以便進(jìn)行 維修和保養(yǎng)62。
[0125] 實(shí)例
[0126] 下面的實(shí)例提供了畸變樹脂的實(shí)例。這些畸變樹脂可以是圖10的多個(gè)畸變聚合樹 脂1026的實(shí)例。在實(shí)例1-13中，使用計(jì)算的和實(shí)驗(yàn)的技術(shù)來識(shí)別可適于在本文所公開的纖 維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物1020中使用的不同畸變樹脂。實(shí)例1示出了環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)和組分 與環(huán)氧樹脂的馮米塞斯應(yīng)變的值之間的關(guān)系。實(shí)例2-11公開了通過實(shí)驗(yàn)所確定的不同的畸 變樹脂復(fù)合物的馮米塞斯應(yīng)變。實(shí)例12-13公開了由用于不同的畸變樹脂復(fù)合物的定量化 學(xué)技術(shù)所確定的馮米塞斯應(yīng)變。
[0127] 研究方法.
[0128] 使用計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)化學(xué)配方的組合，多個(gè)環(huán)氧基樹脂-胺配方(諸如如本文所 公開的包含至少一種二胺和至少一種環(huán)氧樹脂的配方)已被確認(rèn)其相對(duì)于多種已有的可市 購的材料呈現(xiàn)出馮米塞斯應(yīng)變的增加。
[0129] 使用來自于加州圣地亞哥的Accelrys的Materials Studio軟件套裝中的分子動(dòng) 力學(xué)仿真來執(zhí)行計(jì)算機(jī)建模。當(dāng)使用計(jì)算機(jī)建模時(shí)，從評(píng)估的由每個(gè)胺-環(huán)氧基樹脂組合產(chǎn) 生的樹枝形聚合物的分子動(dòng)力學(xué)仿真所得到的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變特性獲得馮米塞斯值。
[0130] 配方(formulation)方法試圖通過選擇包含一定關(guān)鍵分子特征的化學(xué)結(jié)構(gòu)來提高 馮米塞斯應(yīng)變，并使將在生產(chǎn)可控制的產(chǎn)品形式的約束內(nèi)所使用的量最大化。所選擇的特 定胺結(jié)構(gòu)具有基本上對(duì)整體系統(tǒng)畸變作出貢獻(xiàn)的有機(jī)部分。它們被選擇是因?yàn)樗鼈兊慕惶?的剛性苯基環(huán)和旋轉(zhuǎn)的sp3鍵雜化中心（諸如乙醚、亞甲基、異丙基或磺基），其當(dāng)受外部施 加的負(fù)荷時(shí)允許胺部分詢問（interrogate)多個(gè)扭轉(zhuǎn)構(gòu)造。所考慮的構(gòu)象(conformations) 是分子的原子或原子團(tuán)的特定空間排列，因?yàn)樗雠帕惺怯膳まD(zhuǎn)角的規(guī)則確定的。先前可 用的環(huán)氧基樹脂組分不具有類似的構(gòu)造，并且歷史上被選擇是因?yàn)樗鼈兪且后w的、并且正 因如此而被賦予粘性以便于對(duì)最終配方的處理。
[0131] 馮米塞斯應(yīng)變的測量需要復(fù)合物層的制造和測試。測試樣片(試樣，test coupon) 的纖維定向可相對(duì)于負(fù)荷施加方向而被設(shè)定成10度。如由突然破裂所限定的失效時(shí)的應(yīng)變 可被記錄、且使用商業(yè)的有限元分析(Finite Element Analysis)代碼來分析，以便確定在 失效的瞬間樣本的本體內(nèi)的主應(yīng)變的最大值。然后，主應(yīng)變可被用作用于確定臨界馮米塞 斯應(yīng)變的馮米塞斯等式的輸入值。
[0132] 實(shí)例1:環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)和馮米塞斯應(yīng)變.
[0133] 表2示出了一系列的二環(huán)氧丙醚基環(huán)氧樹脂的馮米塞斯應(yīng)變。在用于參考的表中 提供了DEN431。結(jié)果表明，通過向鏈增加物質(zhì)，可出現(xiàn)增加的馮米塞斯應(yīng)變結(jié)果。例如，苯基 具有0.068的馮米塞斯應(yīng)變，而苯基-異丙基-苯基具有0.237的馮米塞斯應(yīng)變，并且苯基-異 丙基-苯基-異丙基-苯基具有0.386的馮米塞斯應(yīng)變。
[0134] 表2
[0135] 所選擇的二環(huán)氧丙醚基環(huán)氧樹脂的馮米塞斯應(yīng)變
[0137] 實(shí)例2-13:環(huán)氧基樹脂和胺的畸變樹脂復(fù)合物.
[0138] 典型的現(xiàn)有技術(shù)組分是具有頂-7的S0TA系統(tǒng)，測試已經(jīng)呈現(xiàn)其具有大約0.19的馮 米塞斯應(yīng)變，這對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)組分來說是相當(dāng)?shù)湫偷鸟T米塞斯應(yīng)變結(jié)果。用于復(fù)合物的環(huán) 氧樹脂配方的技術(shù)狀態(tài)通常是商業(yè)交易秘密，但是典型的通用配方將包括根據(jù)胺相比于環(huán) 氧基樹脂的重量以大約20到40%的比例混合的環(huán)氧基樹脂(諸如MY721或四縮水甘油基4， 4'-二氨基二苯基甲燒((1丨口116117161]11:1^116))和44003或4,4'-二氨基二苯砜。用于諸如此的 配方的典型的馮米塞斯應(yīng)變在0.15到0.19的范圍中。如下文所闡述的并在表3中闡明的，所 公開的下列的所有七種組分具有明顯提高的馮米塞斯應(yīng)變結(jié)果。
[0139] 實(shí)例2和3.
[0140] 例如，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)呈現(xiàn)的是，與33DDS混合的DEN431的組分具有0.295(在胺重量 百分含量為28%的情況下）至0.345(在胺重量含量為52%的情況下）的馮米塞斯應(yīng)變。28% 的配方代表1:1化學(xué)計(jì)量比。
[0141] 實(shí)例4和5.
[0142] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)呈現(xiàn)的是，與mBAPS混合的DEN431的組分具有0.322(在胺重量百分 比含量為41%的情況下）至0.342(在胺重量含量為65%的情況下）的馮米塞斯應(yīng)變。41%的 配方代表1:1化學(xué)計(jì)量比。
[0143] 實(shí)例6和7.
[0144] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)呈現(xiàn)的是，與33DDS混合的Tactixl23的組分具有0.294(在胺重量百 分比含量為27%的情況下）至0.345(在胺重量含量為43%的情況下）的馮米塞斯應(yīng)變。27% 的配方代表1:1化學(xué)計(jì)量比。
[0145] 實(shí)例8和9.
[0146] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)呈現(xiàn)的是，與APB133混合的DEN431的組分具有0.313(在胺重量百分 比含量為32%的情況下）至0.37(在胺重量含量為56%的情況下）的馮米塞斯應(yīng)變。32%的 配方代表1:1化學(xué)計(jì)量比。
[0147] 實(shí)例10和11.
[0148] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)呈現(xiàn)的是，與metaBAPS混合的二環(huán)氧丙醚α，α ' -二(4-羥苯基)-p_二 異丙苯(Bis M)的組分具有0.41(在胺重量百分比含量為24%的情況下）至0.42(在胺重量 百分比含量為32%的情況下）的馮米塞斯應(yīng)變。32%重量含量的配方代表1:1化學(xué)計(jì)量比。
[0149] 實(shí)例12.
[0150] 計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)呈現(xiàn)的是，在30%重量的胺與70%重量的環(huán)氧基樹脂的1:1化學(xué) 計(jì)量比的情況下，與Tactixl23環(huán)氧基樹脂混合的1，3二(4-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷的 組分具有0.31的馮米塞斯應(yīng)變。
[0151] 實(shí)例13.
[0152] 計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)呈現(xiàn)的是，在30%重量的胺與70%重量的環(huán)氧基樹脂的1:1化學(xué) 計(jì)量比的情況下，與Tact ixl 23環(huán)氧基樹脂混合的1，3二(3-氨基苯氧基)-2，2二甲基丙烷的 組分具有0.32的馮米塞斯應(yīng)變。
[0153] 表3
[0154] 畸變樹脂復(fù)合物
[0155]

[0157] 從我們的測試和計(jì)算機(jī)仿真，已呈現(xiàn)出改進(jìn)的馮米塞斯應(yīng)變的特定組分包括下面 的組分：（1)DEN431 物質(zhì)與33DDS物質(zhì)；（2)DEN 431 物質(zhì)與metaBAPS物質(zhì)；（3)Tactixl23物質(zhì) 與33DDS物質(zhì)；（4)DEN 431物質(zhì)與APB133物質(zhì)；（5)二環(huán)氧丙醚α，α 二(4-羥苯基)-p-二異 丙苯（Bis M)物質(zhì)與metaBAPS物質(zhì)；（6)1，3二（4-氨基苯氧基）-2,2二甲基丙烷物質(zhì)與 Tactixl23物質(zhì)；以及(7)1，3二（3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷物質(zhì)與具有了&(^11123物 質(zhì)。
[0158] DEN431物質(zhì)包括雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂。metaBAPS物質(zhì)包括4,4'二(3-氨 基苯氧基)二苯砜物質(zhì)。Tactixl23物質(zhì)包括雙酚-A的二氧化丙烯醚物質(zhì)。33DDS物質(zhì)包括3， 3'二氨基二苯砜物質(zhì)。APB133物質(zhì)包括1，3二(3-氨基苯氧基)苯物質(zhì)。應(yīng)當(dāng)指出的是，下列 的物質(zhì)是環(huán)氧樹脂:DEN431;Tactixl23;以及二環(huán)氧丙醚α，α'-二(4-羥苯基)-p_二異丙苯 (Bis M)。類似地，應(yīng)該指出的是，下列的物質(zhì)是胺:33DDS;metaBAPS;APB133;l，3二(4-氨基 苯氧基)-2,2二甲基丙烷;以及1，3二(3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷。
[0159] 由于聚合物鏈的比體積或鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，針對(duì)聚合體基體能力（經(jīng)受針對(duì)作用 力的偏響應(yīng)）的分子基礎(chǔ)被建立理論。聚合物結(jié)構(gòu)的分子運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力學(xué)包括可被視為獨(dú)立 過程的振動(dòng)的、鍵彎曲和構(gòu)象的重排。鏈段動(dòng)力學(xué)的規(guī)?？捎删植糠肿迎h(huán)境、以及構(gòu)象重排 的數(shù)量和能障確定。局部環(huán)境可被限制于由在聚合期間形成的交聯(lián)所建立的規(guī)模。
[0160] 對(duì)這些過程的仿真表明，宏觀負(fù)載在分子水平上被證明為局部能量最小值的連續(xù) 消失，原因在于構(gòu)象重排之后對(duì)新最小值的松弛。代表該情況的潛在能量超曲面通過限定 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的最大值和鞍點(diǎn)而將玻璃質(zhì)材料描述為能量最小值在相位空間中的分配。因?yàn)?應(yīng)變或變形是強(qiáng)度量，該強(qiáng)度量與系統(tǒng)的在對(duì)新能量最小值的松弛中所涉及的部分成正 比。因此，能經(jīng)受構(gòu)象探測的更多的分子結(jié)構(gòu)將增強(qiáng)聚合物經(jīng)受增加的宏觀畸變響應(yīng)的能 力。此外，基于變形的強(qiáng)度性質(zhì)，還已發(fā)現(xiàn)使用用于對(duì)各個(gè)成分改進(jìn)潛力定量化的體積論據(jù) (volumetric argument)是有效的。
[0161] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)仿真兩者均已表明，具有更多骨架旋轉(zhuǎn)構(gòu)象（backbone rotational conformations)并具有為了二面構(gòu)象的探測而被優(yōu)化以使能量消散最大化的 結(jié)構(gòu)的聚合物配方可呈現(xiàn)出增加的畸變變形能力。可產(chǎn)生畸變聚合樹脂的特征包括交替的 剛性苯基環(huán)和旋轉(zhuǎn) SP3鍵雜化中心（諸如乙醚、亞甲基、異丙基或磺基），其允許分子詢問多 個(gè)扭轉(zhuǎn)構(gòu)造。另一方面，含有鍵合sp3中心(諸如Tactixl77)的功能不良的環(huán)氧樹脂未被執(zhí) 行，同樣地還有交替的剛性的和自由的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造。Meta(而不是苯基環(huán)上的對(duì)位取代）已被 定性地視為用于增加潛在的構(gòu)象異構(gòu)體(conformers)的可能數(shù)量的方式。
[0162] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖14,根據(jù)說明性實(shí)施方式示出了用于張力樣片的應(yīng)力對(duì)比應(yīng)變特性的 曲線圖的示圖。每個(gè)樣片由具有+10度和-10度定向的8層樣片組成。在該說明性實(shí)例中，所 有的纖維均是中模量和高強(qiáng)度的。特別地，樣片中的所有纖維均是頂-7纖維。
[0163] 如所示出的，曲線圖1400包括應(yīng)力1402(以鎊每平方英寸(psi)為單位測量的）和 應(yīng)變1404(以英寸/英寸為單位測量的）。如所示出的，1406是由IM-7/K3B形成的測試樣片。 如所示出的，1408是由頂-7/8552形成的測試樣片。如所示出的，1410是由頂-7/5250-4形成 的測試樣片。如所示出的，1412是由IM-7/977-3形成的測試樣片。1406的K3B是唯一被示出 的高畸變樹脂。1408、1410、或1412均沒有包括高畸變樹脂。如從曲線圖1400可以看出的， 1408在0.007in/in的應(yīng)變1404之前失效。如從曲線圖1400可以看出的，1410和1412在大約 0.007in/in的應(yīng)變1404處失效。如從曲線圖1400可以看出的，1406在經(jīng)過0.013in/in的應(yīng) 變1404后繼續(xù)。
[0164] 由頂-7/K3B1406形成的測試樣片比其它測試樣片具有更大的強(qiáng)度。在該說明性實(shí) 例中，K3B樹脂可通過樹脂在IM-7纖維之間提供更有效的負(fù)荷傳遞。結(jié)果表明，增加的樹脂 畸變可提尚復(fù)合物共孚全局負(fù)荷并達(dá)到更尚失效負(fù)荷的能力。
[0165] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖15,根據(jù)說明性實(shí)施方式示出了用于張力樣片的應(yīng)力對(duì)比應(yīng)變特性的 曲線圖的示圖。如所示出的，曲線圖1500包括應(yīng)力1502(以鎊每平方英寸(psi)為單位測量 的）和應(yīng)變1504(以英寸/英寸為單位測量的）。如所示出的，1506是由頂-7/5250-4形成的測 試樣片，1508是由T800H/3900-2形成的測試樣片，1510是由IM-7/977-3形成的測試樣片， 1512是由T800S/3900-2形成的測試樣片，1514是由IM-7/8552形成的測試樣片。如所示出 的，1516是由頂-7/K3B形成的測試樣片，并且1518是雙酚A和雙酚Μ環(huán)氧基樹脂與APB133胺 的混合物形成的測試樣片。因此，僅1516和1518是用高畸變樹脂形成的測試樣片。
[0166] 如從圖15可以看出的，測試樣片1506、測試樣片1508、測試樣片1510、測試樣片 1512、以及測試樣片1514表現(xiàn)類似。測試樣片1506、測試樣片1508、測試樣片1510、測試樣片 1512、以及測試樣片1514中的每一個(gè)均快速地上升并在其峰值點(diǎn)處失效。測試樣片1506、測 試樣片1508、測試樣片1510、測試樣片1512、或測試樣片1514中沒有一個(gè)在經(jīng)過0.012in/in 的應(yīng)變1504后繼續(xù)。與此相反，測試樣片1516和測試樣片1518具有兩個(gè)增加速率?？煽闯龅?一增加速率直至大約0.008in/in的應(yīng)變1504。第二增加速率出現(xiàn)在大約0.008in/in的應(yīng)變 1504之后，并且在經(jīng)過至少0.022in/in的應(yīng)變1504后繼續(xù)。
[0167] 如從圖15可以看出的，高畸變樹脂可允許復(fù)合物達(dá)到更高的應(yīng)變。在一個(gè)理論中， 可能在大約〇.〇〇8in/in的應(yīng)變1504之后發(fā)生測試樣片1516和測試樣片1518的失效，原因在 于大部分樹脂失效。
[0168] 在不同的說明性實(shí)例中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物包括聚合樹脂基體、被保持在聚合 樹脂基體中的增強(qiáng)纖維、以及位于增強(qiáng)纖維上以用于提高增強(qiáng)纖維與聚合樹脂基體之間的 負(fù)荷傳遞的涂層。涂層包括第一聚合樹脂，第一聚合樹脂具有大于聚合樹脂基體的畸變變 形能力的第一畸變變形能力。涂層可包括第一聚合樹脂的第一層以及第二聚合樹脂的第二 層，其中，第一聚合樹脂的第一畸變變形能力不同于第二聚合樹脂的第二畸變變形能力，并 且其中，第一畸變變形能力和第二畸變變形能力中的每一個(gè)均大于聚合樹脂基體的畸變變 形能力。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物可通過以下形成：用塊體基體樹脂浸漬增強(qiáng)纖維、以及從塊體 基體樹脂形成聚合樹脂基體。增強(qiáng)纖維可包括至少兩組纖維，其中，所述至少兩組纖維包括 第一纖維組和第二纖維組。第一纖維組的剛性可不同于第二纖維組的剛性。第一纖維組的 強(qiáng)度可不同于第二纖維組的強(qiáng)度。
[0169] 在不同的說明性實(shí)例中，提供了一種復(fù)合物，其中，該復(fù)合物中的增強(qiáng)纖維被涂覆 有聚合樹脂，與復(fù)合物的聚合樹脂基體的畸變變形能力相比，該聚合樹脂具有相對(duì)較高的 畸變變形能力。涂層可產(chǎn)生包圍增強(qiáng)纖維的能量消散的畸變分界面區(qū)域，該區(qū)域提高了橫 跨纖維間斷部和/或缺陷部的樹脂-纖維負(fù)荷傳遞，從而提高了復(fù)合物的機(jī)械性能。在用塊 體基體樹脂（由該塊體基體樹脂形成聚合樹脂基體)浸漬增強(qiáng)纖維之前，可執(zhí)行用具有與聚 合樹脂基體的畸變變形能力相比相對(duì)較高的畸變變形能力的聚合樹脂涂覆增強(qiáng)纖維的過 程，因而允許在現(xiàn)有的預(yù)浸漬體生產(chǎn)過程中使用當(dāng)前的可市購的增強(qiáng)纖維。通過為復(fù)合物 的增強(qiáng)纖維提供具有與聚合樹脂基體的畸變變形能力相比相對(duì)較高的畸變變形能力的聚 合樹脂的涂層，復(fù)合物可具有提高的機(jī)械性能，諸如增加的強(qiáng)度和/或應(yīng)變、以及在層離方 面的潛在改進(jìn)。采用被涂覆有高畸變樹脂的增強(qiáng)纖維的復(fù)合物結(jié)構(gòu)可形成可減少重量和成 本的優(yōu)化復(fù)合物設(shè)計(jì)。
[0170]根據(jù)另一說明性實(shí)例，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物包括聚合樹脂基體、被保持在聚合樹 脂基體中的增強(qiáng)纖維、以及相對(duì)于樹脂基體具有高畸變變形能力的畸變分界面區(qū)域?；?分界面區(qū)域可由位于增強(qiáng)纖維上的至少第一聚合樹脂涂層限定?；兎纸缑鎱^(qū)域可由位于 第一聚合樹脂涂層上的第二聚合樹脂涂層限定。第一聚合樹脂涂層可以是高溫樹脂。
[0171]以下是根據(jù)本公開的非限制的、特定的說明性實(shí)例：
[0172] 第一說明性實(shí)例，其為一種制造纖維增強(qiáng)聚合樹脂的方法，該方法包括:用第一聚 合樹脂涂覆增強(qiáng)纖維以形成涂覆纖維;將涂覆纖維嵌入于第二聚合樹脂中，其中，第一聚合 樹脂的第一畸變變形能力大于第二聚合樹脂的第二畸變變形能力。
[0173] 第二說明性實(shí)例，其為第一說明性實(shí)例的方法，其中，增強(qiáng)纖維的第一模量高于第 一聚合樹脂的第二模量。
[0174] 第三說明性實(shí)例，其為第一和第二說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，進(jìn)一步包括:從以 下各項(xiàng)組成的組中選擇增強(qiáng)纖維:碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、和陶瓷纖維。
[0175] 第四說明性實(shí)例，其為第一至第三說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，進(jìn)一步包括:在第 一聚合樹脂的涂層上施加第三聚合樹脂的涂層，其中，第三聚合樹脂的第三畸變變形能力 大于第一畸變變形能力和第二畸變變形能力。
[0176] 第五說明性實(shí)例，其為一種制造纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合物的方法，該方法包括:形成 聚合樹脂基體;提供用于增強(qiáng)聚合樹脂基體的纖維;將纖維嵌入于聚合樹脂基體中；以及在 纖維與聚合樹脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域，以用于提高纖維與聚合樹脂基體之間的負(fù) 荷傳遞。
[0177]第六說明性實(shí)例，其為第五說明性實(shí)例的方法，其中，形成畸變分界面區(qū)域的步驟 包括用聚合物畸變樹脂涂覆纖維，該聚合物畸變樹脂具有不同于聚合樹脂基體的特性的至 少一個(gè)特性。
[0178]第七說明性實(shí)例，其為第五和第六說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，其中，所述至少一 個(gè)特性從由以下各項(xiàng)組成的組中選擇:流體阻力、增加的模量、高溫性能、可加工性、以及處 理性能。
[0179]第八說明性實(shí)例，其為第五至第七說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，其中，將纖維嵌入 于聚合樹脂基體中的步驟包括用聚合樹脂基體浸漬纖維、以及固化聚合樹脂基體。
[0180]第九說明性實(shí)例，其為第五至第八說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，其中，提供纖維的 步驟包括從以下各項(xiàng)組成的組中選擇纖維:碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、和陶瓷 纖維。
[0181]第十說明性實(shí)例，其為第五至第九說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，其中，提供用于增 強(qiáng)樹脂基體的纖維的步驟包括提供第一纖維組和第二纖維組，其中，第一纖維組的第一模 量不同于第二纖維組的第二模量;并且在纖維與聚合樹脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域的 步驟包括用第一聚合樹脂涂覆第一纖維組、以及用第二聚合樹脂涂覆第二纖維組，其中，第 一聚合樹脂的第一畸變變形能力和第二聚合樹脂的第二畸變變形能力中的每一個(gè)均高于 聚合樹脂基體的第三畸變變形能力。
[0182] 第十一說明性實(shí)例，其為第五至第十說明性實(shí)例中任一個(gè)的方法，其中，形成分界 面區(qū)域的步驟包括用具有大于聚合樹脂基體的第二畸變變形能力的第一畸變變形能力的 聚合物畸變樹脂涂覆纖維，并且將纖維嵌入于聚合樹脂基體中的步驟包括使用涂覆纖維形 成纖維預(yù)制體1027以及用聚合樹脂基體溶滲(infusing)纖維預(yù)制體1027。
[0183] 第十二說明性實(shí)例，其為一種具有提高的畸變變形能力的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物， 該復(fù)合物包括:聚合樹脂基體;被保持在基體中的增強(qiáng)纖維；以及位于纖維上以用于提高纖 維與基體之間的負(fù)荷傳遞的涂層。
[0184] 第十三說明性實(shí)例，其為第十二說明性實(shí)例的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，涂層包 括聚合樹脂，該聚合樹脂的畸變變形能力大于樹脂基體的畸變變形能力。
[0185] 第十四說明性實(shí)例，其為第十二和第十三說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物，其中，涂層包括分別具有不同的畸變變形能力的第一和第二聚合樹脂層，所述不同的 畸變變形能力中的每一個(gè)均大于樹脂基體的畸變變形能力。
[0186] 第十五說明性實(shí)例，其為第十二至第十四說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物，其中，纖維用基體樹脂浸漬。
[0187] 第十六說明性實(shí)例，其為第十二至第十五說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物，其中，纖維包括分別具有不同的剛性或強(qiáng)度的至少兩個(gè)纖維組。
[0188] 第十七說明性實(shí)例，其為第十二至第十六說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物，其中，纖維從由以下各項(xiàng)組成的組中選擇:碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、和 陶瓷纖維。
[0189] 第十八說明性實(shí)例，其為一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括：聚合樹脂基 體;被保持在基體中的增強(qiáng)纖維;包圍纖維的分界面區(qū)域，該分界面區(qū)域具有相對(duì)于樹脂基 體的畸變變形能力的高畸變變形能力。
[0190]第十九說明性實(shí)例，其為第十八說明性實(shí)例的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，分界面 區(qū)域至少由位于纖維上的第一聚合樹脂涂層限定。
[0191] 第二十說明性實(shí)例，其為第十八和第十九說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù) 合物，其中，分界面區(qū)域由位于第一聚合涂層上的第二聚合樹脂涂層限定。
[0192] 第二十一說明性實(shí)例，其為第十八至第二十說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹脂 復(fù)合物，其中，第一聚合樹脂涂層是高溫樹脂。
[0193] 第二十二說明性實(shí)例，其為一種制造呈現(xiàn)提高的強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方 法，該方法包括:提供第一增強(qiáng)纖維組和第二增強(qiáng)纖維組，其中，第一增強(qiáng)纖維組和第二增 強(qiáng)纖維組中的每一個(gè)均從由以下各項(xiàng)組成的組中選擇:碳纖維，玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬 纖維和陶瓷纖維;通過在第一增強(qiáng)纖維組中的每個(gè)增強(qiáng)纖維上施加具有第一畸變變形能力 的第一聚合樹脂的至少一個(gè)涂層、以及在第二增強(qiáng)纖維組中的每個(gè)增強(qiáng)纖維上施加具有第 二畸變變形能力的第二聚合樹脂的至少一個(gè)涂層來形成涂覆纖維，其中，第一聚合樹脂具 有不同于第二聚合樹脂的特性的一個(gè)或多個(gè)特性;通過用具有第三畸變變形能力的第三聚 合樹脂浸漬涂覆纖維來形成浸漬的涂覆纖維，所述第三畸變變形能力小于第一畸變變形能 力和第二畸變變形能力中的每一個(gè)；以及固化浸漬的涂覆纖維，以形成其中嵌入有浸漬的 涂覆纖維的基本上同質(zhì)的樹脂基體，其中，分界面區(qū)域存在于第一和第二增強(qiáng)纖維組的增 強(qiáng)纖維與基本上同質(zhì)的樹脂基體之間，其提高了第一和第二增強(qiáng)纖維組的增強(qiáng)纖維與基本 上同質(zhì)的樹脂基體之間的負(fù)荷傳遞。
[0194] 第二十三說明性實(shí)例，其為一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括:分別具有不 同的纖維特征的至少兩個(gè)增強(qiáng)纖維組，其中，所述組中的每一個(gè)均包括碳纖維、玻璃纖維、 有機(jī)纖維、金屬纖維和陶瓷纖維中的一種;第一聚合樹脂涂層，位于第一組的纖維上;第二 聚合樹脂涂層，位于第二組的纖維上;聚合樹脂基體，用于保持第一和第二纖維組、并且具 有小于第一和第二聚合樹脂的畸變變形能力，位于纖維上的涂層形成分界面區(qū)域以用于提 高纖維與基體之間的負(fù)荷傳遞。
[0195] 第二十四說明性實(shí)例，其為一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括:聚合樹脂基 體；以及多個(gè)纖維，被涂覆有具有大于或等于大約0.25的第一馮米塞斯應(yīng)變的第一聚合樹 月旨，并且所述多個(gè)纖維被設(shè)置在聚合樹脂基體中，其中，第一聚合樹脂的畸變變形能力大于 聚合樹脂基體的畸變變形能力。
[0196] 第二十五說明性實(shí)例，其為第二十四說明性實(shí)例的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第 一馮米塞斯應(yīng)變大于或等于大約ο. 30。
[0197] 第二十六說明性實(shí)例，其為第二十四和第二十五說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，第一馮米塞斯應(yīng)變大于或等于大約〇. 40。
[0198] 第二十七說明性實(shí)例，其為第二十四至第二十六說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，聚合樹脂基體具有小于大約〇. 25的第二馮米塞斯應(yīng)變。
[0199] 第二十八說明性實(shí)例，其第二十四至第二十七說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，其中，第二馮米塞斯應(yīng)變處于從大約〇. 18至大約0.24的范圍中。
[0200] 第二十九說明性實(shí)例，其為第二十四至第二十八說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，聚合樹脂基體包括固化的環(huán)氧樹脂，該固化的環(huán)氧樹脂(epoxy resin) 包括環(huán)氧基樹脂(epoxy)和胺單體。
[0201] 第三十說明性實(shí)例，其為第二十五至第二十九說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，其中，環(huán)氧基樹脂包括雙酚A環(huán)氧樹脂或雙酚F環(huán)氧樹脂中的至少一個(gè)，并且胺單 體包括氨苯砜單體。
[0202]第三十一說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，其中，第一聚合樹脂包括以下組中的至少一個(gè)：（A)雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹 脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；（B)雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3,3'二氨基二苯 砜；（C)雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；（D)二環(huán)氧丙醚α，α'_二 (4_輕苯基)-ρ-二異丙苯和4，4'二(3_氛基苯氧基)二苯諷；（Ε) 1，3二(4_氛基苯氧基)_2，2 二甲基丙烷和雙酚-Α的二氧化丙烯醚；（F)雙酚-Α的二氧化丙烯醚和3,3'二氨基二苯砜;或 (G)l，3二(3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷和雙酚-Α的二氧化丙烯醚。
[0203]第三十二說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十一說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括以下各項(xiàng)中的至少一個(gè):碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖 維、金屬纖維、或陶瓷纖維。
[0204]第三十三說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十二說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括以下中的至少一個(gè):具有在從大約33msi至大約36ms i 的范圍中的第一彈性模量的第一纖維、具有在從大約40msi至大約45msi的范圍中的第二彈 性模量的第二纖維、或具有大于大約45msi的第三彈性模量的第三纖維。
[0205]第三十四說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十三說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括第一纖維和第三纖維。
[0206]第三十五說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十四說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括第二纖維和第三纖維。
[0207]第三十六說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十五說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，涂覆有第一聚合樹脂的所述多個(gè)纖維是被用聚合樹脂基體浸漬的纖維 預(yù)制體1027。
[0208]第三十七說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十六說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，聚合樹脂基體的特性的值大于第一聚合樹脂的特性的值，并且其中，所 述特性包括彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流體阻力、或粘性壽命。
[0209]第三十八說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十七實(shí)施方式中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，其中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的特性的值大于第一聚合樹脂的特性的值、并且小于 或等于聚合樹脂基體的值。
[0210]第三十九實(shí)施方式，其為第二十五至第三十八說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，進(jìn)一步包括畸變樹脂涂層，畸變樹脂涂層具有包含第一聚合樹脂的第一層以及 包含第二聚合樹脂的第二層，其中，第二層覆蓋第一層，第一層被設(shè)置在所述多個(gè)纖維與第 二層之間，并且第二聚合樹脂具有大于或等于大約0.25的第三馮米塞斯應(yīng)變。
[0211]第四十說明性實(shí)例，其為第二十五至第三十九說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，其中，第三馮米塞斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變和第二馮米塞斯應(yīng)變。
[0212] 第四十一說明性實(shí)例，其為第二十五至第四十說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng)樹 脂復(fù)合物，進(jìn)一步包括設(shè)置在纖維與聚合樹脂基體之間的分界面區(qū)域，其中，分界面區(qū)域包 括第一聚合樹脂。
[0213] 第四十二說明性實(shí)例，其為一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括:具有第一馮 米塞斯應(yīng)變的聚合樹脂基體;設(shè)置在聚合樹脂基體中的纖維；以及包圍纖維的分界面區(qū)域， 該分界面區(qū)域具有第二馮米塞斯應(yīng)變，其中，第一馮米塞斯應(yīng)變與第二馮米塞斯應(yīng)變的比 大于或等于大約1.04。
[0214] 第四十三說明性實(shí)例，其為第四十二說明性實(shí)例的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，分 界面區(qū)域至少由位于纖維上的第一聚合樹脂涂層限定。
[0215] 第四十四說明性實(shí)例，其為第四十二和第四十三說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，第一馮米塞斯應(yīng)變與第二馮米塞斯應(yīng)變的比大于或等于大約1.25。
[0216] 第四十五說明性實(shí)例，其為第四十二至第四十四說明性實(shí)例中任一個(gè)的纖維增強(qiáng) 樹脂復(fù)合物，其中，第一馮米塞斯應(yīng)變與第二馮米塞斯應(yīng)變的比大于或等于大約1.63。
[0217] 第四十六說明性實(shí)例，其為一種制造纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，該方法包括:將 被涂覆有第一聚合樹脂的纖維嵌入于聚合樹脂基體中，其中，處于固化狀態(tài)中的第一聚合 樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變大于或等于大約0.25。
[0218] 第四十七說明性實(shí)例，其為第四十六說明性實(shí)例的制造纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方 法，進(jìn)一步包括:形成涂覆有第一聚合樹脂的纖維，其中，形成涂覆有第一聚合樹脂的纖維 的步驟包括用第一聚合樹脂涂覆纖維。
[0219] 第四十八說明性實(shí)例，其為第四十六和第四十七說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，聚合樹脂基體的特性的值大于第一聚合樹脂的特性的值，并 且其中，所述特性包括彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流體阻力，或粘性壽命。
[0220] 第四十九說明性實(shí)例，其為第四十六至第四十八說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的特性的值大于第一聚合樹脂的特性 的值、并且小于或等于聚合樹脂基體的值。
[0221] 第五十說明性實(shí)例，其為第四十六至第四十九說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，聚合樹脂基體具有在從大約〇. 18至大約0.24的范圍中的第二 馮米塞斯應(yīng)變。
[0222]第五十一說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，處于固化狀態(tài)中的第一聚合樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變大于或 等于大約0.30。
[0223]第五十二說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十一說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，處于固化狀態(tài)中的第一聚合樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變大于 或等于大約0.40。
[0224] 第五十三說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十二說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，進(jìn)一步包括：用具有第三馮米塞斯應(yīng)變的第二聚合樹脂涂覆被涂 覆有第一聚合樹脂的纖維，其中，第三馮米塞斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變和第二馮米塞 斯應(yīng)變。
[0225] 第五十四說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十三說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，進(jìn)一步包括:在纖維與聚合樹脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域。
[0226] 第五十五說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十四說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，將涂覆有第一聚合樹脂的纖維嵌入于聚合樹脂基體中的步 驟包括用未固化的樹脂基體材料浸漬涂覆有第一聚合樹脂的纖維；以及固化第一聚合樹脂 和未固化的樹脂基體材料，其中，固化的步驟從未固化的樹脂基體材料形成聚合樹脂基體。
[0227] 第五十六說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十五說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，固化第一聚合樹脂和未固化的樹脂基體材料的步驟形成畸 變分界面區(qū)域，并且其中，形成畸變分界面區(qū)域的步驟包括使第一聚合樹脂與纖維、未固化 的聚合物基體材料、或聚合樹脂基體中的至少一個(gè)的化學(xué)官能團(tuán)反應(yīng)。
[0228] 第五十七說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十六說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，進(jìn)一步包括形成纖維預(yù)制體1027,該纖維預(yù)制體包括涂覆有第一 聚合樹脂的纖維，并且其中，用未固化的樹脂基體材料浸漬涂覆有第一聚合樹脂的纖維的 步驟包括用未固化的樹脂基體材料浸漬纖維預(yù)制體1027。
[0229] 第五十八說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十七說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，形成聚合樹脂基體的步驟包括使未固化的樹脂基體材料與 固化劑反應(yīng)。
[0230]第五十九說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十八說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，未固化的樹脂基體材料包括雙酚A環(huán)氧樹脂或雙酚F環(huán)氧樹 脂中的至少一個(gè)，并且固化劑包括氨苯砜。
[0231] 第六十說明性實(shí)例，其為第四十六至第五十九說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，第一聚合樹脂包括以下組中的至少一個(gè)：（A)雙酚F基三功能的 酚醛環(huán)氧樹脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；（B)雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3,3' 二氨基二苯砜；（C)雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；（D)二環(huán)氧 丙釀α，α二(4_輕苯基)-p_二異丙苯和4,4'二(3_氨基苯氧基)二苯諷；（E) 1，3二(4_氨基 苯氧基)-2,2二甲基丙烷和雙酚-A的二氧化丙烯醚；（F)雙酚-A的二氧化丙烯醚和3,3'二氨 基二苯砜;或(G)l，3二(3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷和雙酚-A的二氧化丙烯醚。
[0232] 第六十一說明性實(shí)例，其為第四十六至第六十說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維增 強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，所述纖維包括以下各項(xiàng)中的至少一個(gè):碳纖維、玻璃纖維、有機(jī) 纖維、金屬纖維、或陶瓷纖維。
[0233] 第六十二說明性實(shí)例，其為第四十六至第六十一說明性實(shí)例中任一個(gè)的制造纖維 增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，其中，所述纖維包括以下中的至少一個(gè):具有在從大約33msi至大 約36ms i的范圍中的第一彈性模量的第一纖維、具有在從大約40ms i至大約45ms i的范圍中 的第二彈性模量的第二纖維、或具有大于大約45msi的第三彈性模量的第三纖維。
[0234] 此外，本公開包括根據(jù)如下條款的實(shí)施方式：
[0235] 1. 一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，包括：
[0236] 聚合樹脂基體，具有第一馮米塞斯應(yīng)變;以及
[0237] 多個(gè)纖維，被涂覆有第一畸變聚合樹脂，第一畸變聚合樹脂具有在大約0.25至大 約0.45的范圍中的第二馮米塞斯應(yīng)變，并且所述多個(gè)纖維被設(shè)置在聚合樹脂基體中，其中， 第二馮米塞斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變。
[0238] 2.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第二馮米塞斯應(yīng)變在大約0.30至 大約0.45的范圍中。
[0239] 3.根據(jù)條款2所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第二馮米塞斯應(yīng)變在大約0.40至 大約0.45的范圍中。
[0240] 4.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第一馮米塞斯應(yīng)變在從大約0.18 至大約0.24的范圍中。
[0241] 5.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第一畸變聚合樹脂包括以下組中 的至少一個(gè)：
[0242 ] (A)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和4，4 '二(3-氨基苯氧基)二苯砜；
[0243] (B)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3,3'二氨基二苯砜；
[0244] (C)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；
[0245] (D)二環(huán)氧丙醚α，α'-二（4-羥苯基）-p_二異丙苯和4,4'二（3-氨基苯氧基）二苯 諷；
[0246] (E)雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(4-氨基苯氧基)_2,2二甲基丙烷；
[0247] (F)雙酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或
[0248] (G)雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(3-氨基苯氧基)_2,2二甲基丙烷。
[0249] 6.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括下列各項(xiàng)中的 至少一個(gè):碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、或陶瓷纖維。
[0250] 7.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括以下中的至少 一個(gè):具有在從大約33msi至大約36msi的范圍中的第一彈性模量的低模量纖維、具有在從 大約40msi至大約45msi的范圍中的第二彈性模量的中模量纖維、或具有在從大約45msi至 大約85msi的范圍中的第三彈性模量的高模量纖維。
[0251] 8.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，聚合樹脂基體的特性的值大于第 一聚合樹脂的特性的值，并且其中，所述特性包括彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流體阻力、或 粘性壽命中的至少一個(gè)。
[0252] 9.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，進(jìn)一步包括畸變樹脂涂層，該畸變樹脂 涂層具有包含第一聚合樹脂的第一層以及包含第二聚合樹脂的第二層，其中，第二層覆蓋 第一層，并且其中，第二畸變聚合樹脂具有在大約〇. 25至大約0.45的范圍中的第三馮米塞 斯應(yīng)變。
[0253] 10.根據(jù)條款9所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，其中，第三馮米塞斯應(yīng)變大于第 一馮米塞斯應(yīng)變和第二馮米塞斯應(yīng)變。
[0254] 11.根據(jù)條款1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述多個(gè)纖維與聚 合樹脂基體之間的畸變分界面區(qū)域，其中，畸變分界面區(qū)域包含第一畸變聚合樹脂。
[0255] 12. -種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，包括：
[0256] 聚合樹脂基體，具有第一馮米塞斯應(yīng)變；
[0257] 多個(gè)纖維，設(shè)置在聚合樹脂基體中；以及
[0258] 畸變分界面區(qū)域，包圍所述多個(gè)纖維，具有第二馮米塞斯應(yīng)變，
[0259] 其中，第二馮米塞斯應(yīng)變與第一馮米塞斯應(yīng)變的比大于或等于大約1.04。
[0260] 13.根據(jù)條款12所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，第二馮米塞斯應(yīng)變與第一馮米 塞斯應(yīng)變的比大于或等于大約1.25。
[0261 ] 14. -種制造纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物的方法，該方法包括：
[0262] 將涂覆有第一畸變聚合樹脂的多個(gè)纖維嵌入于聚合樹脂基體中，其中，處于固化 狀態(tài)中的第一畸變聚合樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變在大約0.25至大約0.45的范圍中，并且其 中，聚合樹脂基體的第二馮米塞斯應(yīng)變小于第一馮米塞斯應(yīng)變。
[0263] 15.根據(jù)條款14所述的方法，其中，處于固化狀態(tài)中的第一畸變聚合樹脂的第一馮 米塞斯應(yīng)變在大約〇. 30至大約0.45的范圍中。
[0264] 16.根據(jù)條款14所述的方法，其中，聚合樹脂基體的特性的值大于第一畸變聚合樹 脂的特性的值，并且其中，特性包括彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流體阻力、或粘性壽命中的 至少一個(gè)。
[0265] 17.根據(jù)條款14所述的方法，進(jìn)一步包括：
[0266] 用具有第三馮米塞斯應(yīng)變的第二畸變聚合樹脂涂覆被涂覆有第一畸變聚合樹脂 的所述多個(gè)纖維，其中，第三馮米塞斯應(yīng)變大于第一馮米塞斯應(yīng)變和第二馮米塞斯應(yīng)變。
[0267] 18.根據(jù)條款14所述的方法，進(jìn)一步包括：
[0268] 在所述多個(gè)纖維與聚合樹脂基體之間形成畸變分界面區(qū)域。
[0269] 19.根據(jù)條款14所述的方法，其中，將涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維嵌 入于聚合樹脂基體中的步驟包括：
[0270] 用未固化的樹脂基體材料浸漬被涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維；以及 [0271]固化第一畸變聚合樹脂和未固化的樹脂基體材料，其中，固化的步驟從未固化的 樹脂基體材料形成聚合樹脂基體。
[0272] 20.根據(jù)條款19所述的方法，其中，固化第一畸變聚合樹脂和未固化的樹脂基體材 料的步驟形成畸變分界面區(qū)域，并且其中，形成畸變分界面區(qū)域的步驟包括使第一畸變聚 合樹脂與所述多個(gè)纖維、或未固化的樹脂基體材料中的至少一個(gè)的化學(xué)官能團(tuán)反應(yīng)。
[0273] 21.根據(jù)條款19所述的方法，進(jìn)一步包括：
[0274] 形成纖維預(yù)制體，纖維預(yù)制體包括涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維，并 且其中，用未固化的樹脂基體材料浸漬涂覆有第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維的步驟包 括用未固化的樹脂基體材料浸漬纖維預(yù)制體。
[0275] 22.根據(jù)條款19所述的方法，其中，形成聚合樹脂基體的步驟包括使未固化的樹脂 基體材料與固化劑反應(yīng)。
[0276] 23.根據(jù)條款14所述的方法，其中，第一畸變聚合樹脂包括以下組中的至少一個(gè)：
[0277] (A)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；
[0278] (B)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3,3'二氨基二苯砜；
[0279] (C)雙酸F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；
[0280] (D)二環(huán)氧丙醚α，α'-二（4-羥苯基）-p_二異丙苯和4,4'二（3-氨基苯氧基）二苯 諷；
[0281] (E)雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(4-氨基苯氧基)_2,2二甲基丙烷；
[0282] (F)雙酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或
[0283] (G)雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(3-氨基苯氧基)_2,2二甲基丙烷。
[0284] 對(duì)不同的說明性實(shí)施方式的描述已被提供以用于說明和描述的目的，并且不旨在 是窮舉性的或被限制于所公開的形式的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，多種修改和 改變將是顯而易見的。此外，與其它有利的實(shí)施方式相比，不同的說明性實(shí)施方式可提供不 同的特征。所選擇的實(shí)施方式被選擇和描述，以便最佳地解釋實(shí)施方式的原理、實(shí)際應(yīng)用， 并且以便使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解對(duì)于各種實(shí)施方式的公開、且進(jìn)行如適于所預(yù)期的 特別用途的各種修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物（1020)，包括： 聚合樹脂基體（1022)，具有第一馮米塞斯應(yīng)變；以及 多個(gè)纖維（1024)，涂覆有第一畸變聚合樹脂（1029)，所述第一畸變聚合樹脂具有在大 約0.25至大約0.45的范圍中的第二馮米塞斯應(yīng)變，并且所述多個(gè)纖維被設(shè)置在所述聚合樹 脂基體中，其中，所述第二馮米塞斯應(yīng)變大于所述第一馮米塞斯應(yīng)變。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述第二馮米塞斯應(yīng)變在大約 0.30到大約0.45的范圍中，并且其中，所述第一馮米塞斯應(yīng)變在從大約0.18至大約0.24的 范圍中。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述第一畸變聚合 樹脂包括以下組中的至少一個(gè)： (A) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (B) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3，3 '二氨基二苯砜； (C) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯； (D) 二環(huán)氧丙醚α，α'_二(4-羥苯基)-p_二異丙苯和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (E) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(4-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷； (F) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或 (G) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述多個(gè)纖維包括 下列中的至少一個(gè):碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、金屬纖維、或陶瓷纖維，并且其中，所述多 個(gè)纖維包括以下中的至少一個(gè):具有在從大約33msi至大約36msi的范圍中的第一彈性模量 的低模量纖維（1050)、具有在從大約40msi至大約45msi的范圍中的第二彈性模量的中模量 纖維（1052)、或具有在從大約45msi至大約85msi的范圍中的第三彈性模量的高模量纖維 (1054)。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，其中，所述聚合樹脂基體 的特性的值大于所述第一畸變聚合樹脂的特性的值，并且其中，該特性包括彈性模量、玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度、流體阻力、或粘性壽命中的至少一個(gè)。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，所述纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物 進(jìn)一步包括畸變樹脂涂層（1030)，所述畸變樹脂涂層具有包含所述第一畸變聚合樹脂的第 一層（1037)并具有包含第二畸變聚合樹脂（1031)的第二層（1039)，其中，所述第二層覆蓋 所述第一層，并且其中，所述第二畸變聚合樹脂具有在大約〇. 25至大約0.45的范圍中的第 三馮米塞斯應(yīng)變，其中，所述第三馮米塞斯應(yīng)變大于所述第一馮米塞斯應(yīng)變和所述第二馮 米塞斯應(yīng)變。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物，所述纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物 進(jìn)一步包括設(shè)置在所述多個(gè)纖維與所述聚合樹脂基體之間的畸變分界面區(qū)域（1028)，其 中，所述畸變分界面區(qū)域包含所述第一畸變聚合樹脂。8. -種制造纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合物（1020)的方法，所述方法包括： 將涂覆有第一畸變聚合樹脂（1029)的多個(gè)纖維（1024)嵌入（1140)于聚合樹脂基體 (1022)中，其中，處于固化狀態(tài)中的所述第一畸變聚合樹脂的第一馮米塞斯應(yīng)變在大約 0.25至大約0.45的范圍中，并且其中，所述聚合樹脂基體的第二馮米塞斯應(yīng)變小于所述第 一馮米塞斯應(yīng)變。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，處于固化狀態(tài)中的所述第一畸變聚合樹脂的所述 第一馮米塞斯應(yīng)變在大約0.30至大約0.45的范圍中。10. 根據(jù)權(quán)利要求8至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述聚合樹脂基體的特性的值大于 所述第一畸變聚合樹脂的特性的值，并且其中，該特性包括彈性模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流 體阻力、或粘性壽命中的至少一個(gè)。11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 用具有第三馮米塞斯應(yīng)變的第二畸變聚合樹脂（1031)對(duì)涂覆有所述第一畸變聚合樹 脂的所述多個(gè)纖維進(jìn)行涂覆，其中，所述第三馮米塞斯應(yīng)變大于所述第一馮米塞斯應(yīng)變和 所述第二馮米塞斯應(yīng)變。12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 在所述多個(gè)纖維與所述聚合樹脂基體之間形成（1170)畸變分界面區(qū)域(1028)。13. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將涂覆有所述第一畸變聚合樹脂 的所述多個(gè)纖維嵌入于所述聚合樹脂基體中的步驟包括： 用未固化的樹脂基體材料浸漬（1150)涂覆有所述第一畸變聚合樹脂的所述多個(gè)纖維； 以及 固化（1160)所述第一畸變聚合樹脂和所述未固化的樹脂基體材料，其中，固化所述第 一畸變聚合樹脂和所述未固化的樹脂基體材料的步驟形成畸變分界面區(qū)域，并且其中，形 成所述畸變分界面區(qū)域的步驟包括使所述第一畸變聚合樹脂與所述多個(gè)纖維或所述未固 化的樹脂基體材料中的至少一個(gè)的化學(xué)官能團(tuán)反應(yīng)，其中，固化的步驟從所述未固化的樹 脂基體材料形成所述聚合樹脂基體，其中，形成所述聚合樹脂基體的步驟包括使所述未固 化的樹脂基體材料與固化劑反應(yīng)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 形成纖維預(yù)制體（1027)，所述纖維預(yù)制體包括涂覆有所述第一畸變聚合樹脂的所述多 個(gè)纖維，并且其中，用所述未固化的樹脂基體材料浸漬涂覆有所述第一畸變聚合樹脂的所 述多個(gè)纖維的步驟包括用所述未固化的樹脂基體材料浸漬所述纖維預(yù)制體。15. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一畸變聚合樹脂包括以下 組中的至少一個(gè)： (A) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (B) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和3，3 '二氨基二苯砜； (C) 雙酚F基三功能的酚醛環(huán)氧樹脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯； (D) 二環(huán)氧丙醚α，α'_二(4-羥苯基)-p_二異丙苯和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (E) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(4-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷； (F) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或 (G) 雙酚-A的二氧化丙烯醚和1，3二(3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷。
【文檔編號(hào)】C08K9/04GK105980476SQ201480074848
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年10月22日
【發(fā)明人】特倫斯·李·施奈德, 斯蒂芬·克里斯坦森, 喬納森·亨利·戈斯
【申請人】波音公司