从图2可以看出,随温度的升高,原材料混合体系的初始粘度虽然有所下降,有利于浇铸过程的实施,但保持低粘度的时间太短,不能满足浇铸过程对时间的起码要求。但在室温下较低的粘度能保持20分钟以上,为实现大件的浇铸提供了可能性。事实上进一步的测试表明该硅橡胶在30度温度下需要76分钟后开始硫化,可满足硅橡胶浇注工艺窗口要求,因此可以确定硅橡胶的浇铸温度在25度~30度之间比较合适。
硫化是硅橡胶模具制造的主要过程之一,在这个过程中硅橡胶要经历一系列复杂的化学变化,由液体变为高弹性体,从而获得所要求的物理、化学和力学性能。加成型硅橡胶模具制造普遍采用两段硫化法,基于经验数据的两段硫化法有助于提高整个硅橡胶模具的硫化程度的均匀性,从而保证模具物理和力学性能,改善其抗压缩永久变形性和尺寸稳定性,延长其使用寿命。厂方提供硅橡胶的硫化工艺为室温硫化24小时后在80度~120度下后硫化0.5~1小时,经实验最终确定采用30度硫化24h、90度后硫化1h的硫化工艺。
3.2 硅橡胶基本力学性能及软模试验效果
按照确定的浇铸、硫化、后硫后等工艺条件制备出硅橡胶试件,测试硅橡胶的基本力学性能如表2所示。从表2可以看出,硅橡胶力学性能优良并且离散性较小,说明所确定的硅橡胶浇柱温度及硫化工艺合理适用。
为了进一步考察硅橡胶软模在制备复合材料上的可行性,本文设计了一个具有典型内部复杂结构的构件(图1所示),初步浇注成型了硅橡胶软模(图3所示),并用软模辅助RTM成型了碳纤维/环氧复合材料构件(见图4所示),软模外形完整、尺寸准确,而且利用软模自身柔软的特点解决了内部复杂构件的一次整体成型困难的问题,制备出了外形完整的复合材料构件,所制备的软模经数次高温、高压使用后,压缩变形很小,性能无明显下降,这也充分证明了COCA31-11可以作为软模辅助RTM工艺中软模材料使用。