作者：亨斯迈先进材料事业部复合材料与模具材料技术团队经理Olivier de Verclos, 欧洲区技术支持主管Phillippe Christou

随着飞机运营成本持续走高，加之开始出现对每架飞机提高收益潜力的需求，原始设备制造商(OEM)、大型客机

及航天工业的供应商正对设计和重量最优化的各个方面进行评估。

最近几年，国际航空展览普遍重视这一问题，对先进复合材料的关注度也与日俱增。亨斯迈先进材料事业部作为

该技术商业开发者中的先锋，其复合材料具有较高的实用价值，不仅能够给飞机减重，而且对燃料消耗和温室气

体排放具有积极的间接影响。

近期，为了减轻重量，人们关注的焦点已从飞机机身转移到飞机内饰。由于内饰材料的重量实际上会超过机身重

量，对于许多商用飞机来说，机内使用复合材料对成本/收益这一比例同样重要。

为了达到飞机减重，复合材料在机内的应用范围非常广泛，从头顶行李架、天花板到机舱分隔器、机上厨房和舱

壁均可使用复合材料。再加上轻纺皮革座椅，轻型食品推车、取消机内杂志供应，采用更轻薄的显示屏，从而实

现最佳预期效果

独特的性能组合

亨斯迈先进材料事业部针对树脂传递成型和灌注工艺开发了一种全新的高性能防火无卤素解决方案。此方案既提

供了更高的强度，又能满足对航空航天内饰减重设计的需求。

Araldite® FST 40002/40003是一项完全与众不同的研发成果，具有快固化性、高机械性、阻燃性、低烟性和无毒

性（FST），同时具备优质、易操作的复合材料工艺性能，既提高内装碳纤维和玻璃纤维增强复合材料部件的生

产效率，同时又能最大程度地减轻重量

此外，Araldite® FST 40002/40003能借着树脂传递成型和真空灌注的工艺能力,可助其生产出高度复杂造型的零部

件，具高水平的整合功能，在许多设计中能够明显减少零部件的数量。

优质的工艺操作性能

双组分系统混合后, 工作温度高于50℃ （图1）时显示的粘度较低。

在50°C到150°C的潜伏温度范围内，能提供合适的条件, 以生产不同大小尺寸的复杂零部件（图2）

此外，Araldite® FST 40002/40003反应能量较低，大约为220焦耳/克，从而能够消除大量放热带来的安全隐患，

不会引起复合材料温度过高的问题，不仅能够生产既大且厚的复合材料零部件，还能在注塑温度较高的情况下快

速生产中小型零部件。

与传统树脂传递成型和灌注系统相比，该新系统的粘度和反应曲线展现其快速固化性能，该性能可使其加快达到其最终的玻璃化温度(Tg)及层间剪切强度（ILSS）。

对需要低温下注塑的大零部件可在经过预固化——大约100℃下固化一小时，随后在120℃下固化1小时——后

脱模，这样一来, 便可使模具成本降低（表1）。

由于中小零部件在150℃下固化5分钟后即可脱模，该系统大大提高了中小零部件的产量。

经过模内预固化后，在碳纤维增强材料上测量结果显示，该系统的最终层间剪切强度完成了85-90%。如模具内预

固化，脱模后，在180℃下进行两个小时的后固化处理，最终的层间剪切强度便得以完成。至于是否需要进行后

固化处理则要根据模内预固化的情况和复合材料的要求来决定。

高性能结构应用
Araldite® FST 40002/40003在干的环境下可测得玻璃化温度为260℃，在湿的环境下测得的玻璃化温度为185℃（使用DMA测量），在单向碳纤维增强复合材料上测量结果显示，其层间剪切强度性能非常高：在23℃下为97MPa，在120℃下为55MPa（表2）。

令人惊喜的是，该系统不但具有较高的玻璃化温度 (Tg) 和交联密度，竟然还同时具有较高的拉伸伸长率和较强

的韧性，从而能够在高度结构性的应用中替代金属。

符合 FAR 25.853 FST要求

与航空内饰使用的其他材料不同，Araldite® FST 40002/40003是一种没有填充填料的系统。其固有的FST性能来

自于其内部的化学结构和其较高的交联密度，而并非基于卤素化学助剂。无论是在各种厚度的碳纤维还是玻璃纤

维试样中, 该新系统均能符合FAR 25.853关于垂直燃烧、低烟雾和毒性的测试要求（表3）。

系统的热释放性能取决于复合材料的厚度，因此，十分适合用于航空内饰部件及潜在与引燃源直接接触的不可见

结构部件，以及用于暂时无需通过热释放要求的驾驶员座舱零部件中。

如果要应用于对热释放性能有要求的地方，可以依靠这新的热固性树脂平台，使其符合任何配置的热释放要求，

详见表3。表中进行对照的是环氧树脂 Araldite ® 40002/40003的最新研发（非商用阶段），是环氧树脂Araldite®

FST家族中的第一位成员。

结论

新型复合过程和材料对于高性能航空航天内饰市场来说至关重要。Araldite® FST 40002/40003首次提出的新型热

固平台将树脂传递成型和灌注加工带入了一个新阶段，与现在的复合材料方案相比，第一次实现了不受零件复杂

度的影响和具整合功能, 能用于结构零部件的生产，且加快了中小型树脂传递成型零件的生产固化速度。

作为首次出现的创新高性能解决方案，该方案为航空航天设计创造了一种全新的、经过改良的价值主张，为结构

化应用中替代金属提供了首选方案。此外，我们未来还会继续研发，补充和扩展此类供应。

飞机制造商在2012年到2022年的十年间有望生产1万7千多架新型飞机，包括专用的货运飞机。由于运营商和

环保主义者在减重和减少碳排放量方面追求一致，预计该阶段内饰复合材料的使用量会增加50%。

从该领域的业绩记录来看，亨斯迈先进材料事业部将会巩固其作为创新者的地位，其产品研发将直接影响运营商

的盈利能力。