纤维增强树脂复合物及其制造方法

纤维增强树脂复合物及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种纤维增强树脂复合物及其制造方法。该纤维增强树脂复合物包括聚合树脂基体以及涂覆有第一畸变聚合树脂的多个纤维。聚合树脂基体具有第一冯米塞斯应变。第一畸变聚合树脂具有在大约0.25至大约0.45的范围中的第二冯米塞斯应变。涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维被设置在聚合树脂基体中。第二冯米塞斯应变大于第一冯米塞斯应变。
【专利说明】纤维増强树脂复合物及其制造方法
[0001]背景信息
技术领域：
[0002] 本公开内容总体上涉及一种纤维增强树脂复合物，并且更特别地，讨论了一种具 有涂覆有畸变(distorti ona 1，扭曲）树脂的纤维的复合物。
【背景技术】：
[0003] 飞行器正在用越来越大百分比的复合材料来设计和制造。复合材料被用在飞行器 中，以减少飞行器的重量。该减少的重量提高了性能特征，诸如有效负荷能力和燃料效率。 此外，复合材料为飞行器中的各种部件提供了更长的寿命。
[0004] 复合材料可以是通过组合两种或多种功能组分所产生的坚固轻质材料。例如，一 种复合材料可包括被限制在聚合树脂(polymeric resin)基体中的增强纤维。该纤维可以 是单向的，或可采取编织布或织物的形式。纤维和树脂可被布置且固化以形成复合材料。
[0005] 在纤维增强复合物中，以微尺度水平的在纤维与周围基体之间的负荷传递的效率 可能直接影响处于连续体水平(continuum level)的复合物的总机械性能。基体的可实质 上被纤维的存在所影响的区域(有时被称为"分界面（interphase)"区域)是直接包围纤维 的基体的界面（interfacial)区域。在复合物中，由于纤维与周围基体之间的弹性刚度 (elastic stiffness)的错配，该分界面区域可能经受较高的剪切应变。
[0006] 广泛使用的传统块体树脂(大块树脂，bulk resin)可能不提供期望的畸变能力。 因此，已经开发了多种树脂基体配方来提高聚合树脂的畸变能力。但是，呈现更高畸变能力 性能潜力的配方可具有比传统块体树脂更高的成本。呈现更高畸变能力的配方也可具有其 它不期望的局限性。这些其它不期望的局限性可包括受限制的流体阻力、低玻璃化转变温 度、以及低于期望的预浸(prepreg，半固化)处理特征(诸如不充分的粘性(粘滞度，tack) 和/或预浸处理寿命）。这些不期望的局限性可通过修改形成基体的块体聚合树脂的化学性 质而部分地被解决。但是，这些修改可能要求开发专门的单体或添加剂，所述单体或添加剂 可增加产品成本。此外，这些专门的配方和添加剂可能不期望地降低复合物的其它性能特 征。还存在对制造这种复合物的方法的需要，所述方法使用传统的块体树脂、并且避免对树 脂添加剂或专门树脂配方的需要。因此，期望的是具有这样的方法和装置，其考虑了前面讨 论的问题中的至少一个以及可能的其它问题。

【发明内容】

[0007] 本公开的说明性实施方式提供了一种纤维增强树脂复合物，该纤维增强树脂复合 物包括聚合树脂基体以及被涂覆有第一畸变聚合树脂的多个纤维。聚合树脂基体具有第一 冯米塞斯应变。第一畸变聚合树脂具有在大约〇. 25至大约0.45的范围中的第二冯米塞斯应 变。被涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维被设置在聚合树脂基体中。第二冯米塞斯 应变大于第一冯米塞斯应变。
[0008] 本公开的另一实施方式提供了一种纤维增强树脂复合物，该纤维增强树脂复合物 包括:具有第一冯米塞斯应变的聚合树脂基体、被设置在聚合树脂基体中的多个纤维、以及 包围所述多个纤维的畸变分界面区域。所述多个纤维具有第二冯米塞斯应变。第二冯米塞 斯应变与第一冯米塞斯应变的比大于或等于约1.04。
[0009] 本公开的又一实施方式提供了一种制造纤维增强树脂复合物的方法。所述方法包 括将被涂覆有第一畸变聚合树脂的多个纤维嵌入于聚合树脂基体中。处于固化状态中的第 一畸变聚合树脂的第一冯米塞斯应变在大约0.25至大约0.45的范围中。聚合树脂基体的第 二冯米塞斯应变小于第一冯米塞斯应变。
[0010] 所述特征、功能、以及优点可在本公开的各个说明性实例中独立地实现或可被组 合于其它实施方式中，在所述其它实施方式中，更多细节可参考以下的描述和附图而看到。
【附图说明】
[0011] 被认为是说明性实施方式的特征的新颖特征在所附权利要求中阐述。但是，说明 性实施方式、以及使用的优选模式、进一步的目标及其优点将在结合附图阅读时参考本公 开的说明性实施方式的以下详细描述而被最好地理解，其中：
[0012] 图1是根据一个说明性实施方式的飞行器的示图；
[0013] 图2是根据一个说明性实施方式的复合物的功能框图的示图，所述复合物采用涂 覆有畸变树脂的纤维；
[0014] 图3是根据一个说明性实施方式的涂覆有畸变树脂的纤丝(filament)的纤维束的 截面图的示图；
[0015] 图4是根据一个说明性实施方式的涂覆有畸变树脂的纤丝的纤维束的更加详细的 示图；
[0016] 图5是根据一个说明性实施方式的涂覆有单独的畸变树脂的纤丝的横截面图的更 加详细的示图；
[0017] 图6是示出了根据一个说明性实施方式的具有不同模量或强度和畸变树脂涂层的 两种类型的增强纤维的使用的示图；
[0018] 图7是根据一个说明性实施方式的具有多个畸变树脂涂层的纤维的横截面图的示 图；
[0019] 图8是根据一个说明性实施方式的具有涂覆有畸变树脂的不连续增强纤维的复合 物的截面图的示图；
[0020] 图9是根据一个说明性实施方式使用涂覆有畸变树脂的纤维制造复合物结构的方 法的流程图的示图；
[0021] 图10是根据一个说明性实施方式的纤维增强树脂复合物的框图的示图；
[0022] 图11是根据一个说明性实施方式用于形成纤维增强树脂复合物的过程的流程图 的示图；
[0023] 图12是根据一个说明性实施方式以框图形式的飞行器制造和运行的方法的示图；
[0024] 图13是飞行器的框图的示图，说明性实施方式可在所述飞行器中被实施；
[0025]图14是根据一个说明性实施方式的用于张力样片（tensile coupons)的应力对比 (vs.)应变特性(strain behavior)的曲线图的示图；以及
[0026] 图15是根据一个说明性实施方式的用于张力样片的应力对比应变特性的曲线图 的示图。
【具体实施方式】
[0027] 不同的说明性实施方式认可并考虑多个不同的想法。例如，不同的说明性实施方 式认可并考虑的是，畸变聚合树脂可提高诸如碳纤维层压件的复合材料中的纤维的机械负 荷承载能力。如本文所使用的，"畸变聚合树脂"涉及具有大于或等于大约0.25的冯米塞斯 应变(von Mises strain)的聚合树脂。在一些说明性实例中，"畸变聚合树脂"可具有在大 约0.25至大约0.45范围中的冯米塞斯应变。发明人已通过实验测试发现的是，当用畸变聚 合树脂制造时，与被用在具有当前传统聚合树脂的层压制件中的相同碳纤维相比，可实现 碳纤维层压件的拉伸强度特性的高达80%的提高。
[0028] 但是，不同的说明性实施方式还认可并考虑的是，与利用用于聚合树脂基体的传 统块体树脂的纤维增强树脂复合物相比，具有主要包含畸变聚合物的聚合树脂基体的纤维 增强树脂复合物可能具有不期望的性质。例如，不同的说明性实施方式认可并考虑的是，与 利用用于聚合树脂基体的传统块体树脂的纤维增强树脂复合物相比，利用主要包含畸变聚 合物的聚合树脂基体的纤维增强树脂复合物可能具有不期望的弹性模量、玻璃化转变温 度、流体阻力或粘性寿命中的至少一者。
[0029] 不同的说明性实施方式进一步认可并考虑的是，畸变聚合树脂可比传统块体树脂 更昂贵。例如，在畸变聚合树脂配方中所利用的单体可能成本更高，原因在于它们独特的" 内置式(built-in)"分子特征。作为另一实例，在畸变聚合树脂中所利用的单体可以比在传 统块体树脂中所使用的单体更小的体积而获得。在传统块体树脂中所使用的单体可以是从 工业规模的制造商而市购得到的商品化合物。
[0030] 不同的说明性实施方式还认可并考虑的是，使用畸变聚合树脂和传统块体树脂两 者的纤维增强树脂复合物可实现期望的特性。特别地，期望的材料性能可通过使用畸变聚 合树脂和传统块体树脂两者实现。此外，相比于仅使用畸变聚合树脂的纤维增强复合物，使 用畸变聚合树脂和传统块体树脂两者可具有更低的制造成本。此外，期望的特性可通过用 以更大体积存在的传统块体树脂作为聚合树脂基体包围畸变聚合树脂而实现。
[0031] 说明性实施方式还认可并考虑的是，包括用被嵌入于传统块体树脂中的畸变聚合 树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂复合物可期望地具有畸变聚合树脂的畸变变形特征。此 外，包括用被嵌入于传统块体树脂中的畸变聚合树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂复合物可 具有期望的负荷承载能力，诸如拉伸强度。说明性实施方式进一步认可并考虑的是，包括用 被嵌入于传统块体树脂中的畸变聚合树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂复合物可具有块体 聚合树脂基体的一个或多个期望的特性。
[0032] 现在参照附图，并且特别地，参考图1，根据说明性实施方式示出了飞行器的示图。 在该说明性实例中，飞行器100具有附接于本体106的机翼102和机翼104。飞行器100包括附 接于机翼102的引擎108以及附接于机翼104的引擎110。
[0033] 本体106具有尾部112。水平稳定器114、水平稳定器116、以及竖直稳定器118被附 接于本体106的尾部112。
[0034] 飞行器100是这样的实例，即，本文所公开的纤维增强树脂复合物的各种说明性实 施方式可在该实例中实施。本文所公开的具有用畸变聚合树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂 复合物可以例如被用作用于飞行器100的部件的材料，其中轻质的增强复合材料可具有优 点。作为另一实例，具有用畸变聚合树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂复合物可被用作机翼 104的翼梁(spars)(未示出）的材料。作为又一实例，本体106或机翼104的复合蒙皮120可包 括具有用畸变聚合树脂涂覆的纤维的纤维增强树脂复合物。
[0035] 图1中的飞行器100的示图并不意味着暗示对说明性实施方式可实施的方式的物 理或构造限制。例如，虽然飞行器100是商用飞行器，但是飞行器100也可以是军用飞行器、 旋翼飞行器、直升机、无人驾驶飞行器，或任意其它适合的航空结构。
[0036] 虽然用于说明性实施方式的说明性实例是针对飞行器或其它航空结构来描述的， 但是说明性实施方式也可应用于其它类型的平台。所述平台可以是例如移动平台、固定平 台、陆基结构、水基结构、和空基结构。更具体地，平台可以是水面舰艇、坦克、人员运输车、 列车、太空船、宇宙空间站、人造卫星、潜水艇、汽车、发电设施、桥、坝、房屋、风车、制造设 备、建筑物、以及其它合适的平台。
[0037]参照图2,根据说明性实施方式示出了复合物20的框图。复合物20包括嵌入于聚合 树脂基体22中的纤维24。纤维24可以是增强纤维。纤维24可以是连续的或不连续的（例如短 纤维（chopped fibers))，并且可由多种材料中的任一种形成，所述多种材料包括(但不限 于)碳、玻璃、有机物、金属制品、陶瓷制品和其它材料。在不同的说明性实例中，纤维24上具 有畸变树脂涂层26，与周围的聚合树脂基体22的畸变变形能力相比，该涂层具有相对较高 的畸变变形能力。聚合树脂基体22可包括传统块体树脂。畸变树脂涂层26可实现复合物20 的机械性能的重大改进，例如增加的极限强度和/或应变、以及抗脱层性能和抗微裂性能方 面的潜在改进。如本文所使用的，短语"和/或"应被解释为"包括"或，并不是"独有的"或。例 如，本文所使用的短语"A和/或B"将意味着"A、B、或者A和B"。作为另一实例，本文所使用的 短语"A、B、和/或'将意味着"A、B、C、或者它们的任意组合"。
[0038] 畸变树脂涂层26的畸变变形能力（其可以冯米塞斯应变性能的术语来表达)相对 于聚合树脂基体22是高的，以便在纤维24与周围的聚合树脂基体22之间实现最佳的纤维-树脂负荷传递能力。冯米塞斯应变或应力是从材料中的任何给定点处的主应力的组合所得 到的指数，以便确定在材料中的哪个点处应力将引起失效(f ai 1 ure，故障）。聚合树脂基体 22的畸变能力可比纤维24的畸变能力低，这由更低的冯米塞斯应变性能呈现。然而，复合物 20可呈现出比具有纤维24和聚合树脂基体22、但在没有畸变树脂涂层26的情况下所制造的 复合物更好的总机械性能。
[0039] 畸变树脂涂层26可以是聚合物畸变树脂涂层。适合于畸变树脂涂层26的材料的背 景实例可在第7，745，549号美国专利中发现。在第7，745，549号美国专利中所公开的组分呈 现出增加的畸变变形、和/或减少的膨胀(di latation，扩张）负荷，如同在冯米塞斯应变关 系内所表达的。正如在第7,745,549号美国专利中所讨论的，纤维性能可受到已知复合物中 所使用的热固性树脂的低基体临界畸变能力的限制。第7,745,549号美国专利的复合聚合 物基体呈现出提高的（即增加的）畸变变形和/或减少的（即，更低的)膨胀负荷，从而增加了 冯米塞斯应变并提供了增强的复合物机械性能。
[0040] 假设具有改进畸变能力的聚合树脂能够当纤维经历负荷时在纤维中的微量缺陷 部(其可被视为纤维中的失效起动位置(failure initiation sites))周围沿纤维的纵向 轴线传递负荷。在缺陷部周围再分配负荷的该能力可允许纤维继续承担负荷，而不会失效。 用于聚合体基体的响应于作用力而经受畸变的能力的分子基础被建立理论是因为聚合物 链的比体积或链段的协同运动。因此，能够结合作用力而顺应调整的分子结构将增强聚合 物的经受能力、并增加它的畸变响应(distortional response)。
[0041] 在不同的说明性实例中，复合物20可包括畸变分界面区域25,该畸变分界面区域 包括设置在纤维24与聚合树脂基体22之间的畸变树脂。畸变分界面区域25可限定复合物20 中的这样的区域的全部或一部分，即，所述区域当将作用力施加于复合物20时经历高剪切 应变。不希望受到理论限制，可相信的是，这种高剪切应变可能是因为纤维24的弹性刚度与 聚合树脂基体22的弹性刚度之间的错配。另外，不希望受到理论限制，可以相信的是，包围 每个纤维24并包括畸变树脂涂层26的独特的畸变分界面区域25可通过针对作用力向复合 物20的施加而提供畸变响应来提高复合物20的总机械性能。畸变响应也可称为偏响应(偏 斜响应，deviatoric response)，并且是形状的改变。不希望受到理论的限制，可相信的是， 聚合树脂基体22对作用力的畸变响应或偏响应可被视为响应于应变偏置的突跃剪切变换、 或聚合物链的比体积或链段的协同运动。
[0042] 参照图3,根据说明性实例示出了单个纤维束23的截面图的示图。单个纤维束23预 先浸渍有块体基体树脂，并包括多个单个纤丝或纤维24,每个纤丝或纤维均具有由块体基 体树脂包围的畸变树脂涂层26。块体基体树脂可包括在高性能结构复合物中所使用的各种 聚合树脂中的任一种。固化可将块体基体树脂转换成聚合树脂基体22以及位于聚合树脂基 体22中的嵌入涂覆纤维24，如上面在图2中描述的。
[0043]畸变树脂涂层26可使用各种传统技术中的任一种而被施加于纤维24,所述传统技 术包括(但不限于)浸泡和喷射。畸变树脂涂层26的厚度"t"（图5)将取决于复合物20的具体 应用和性能需求。
[0044]如先前描述的，在纤维增强复合材料中，以微尺度水平在增强纤维24与周围的聚 合树脂基体22之间的负荷传递的效率可显著地影响复合物20的总机械性能。复合物20的受 纤维24的存在影响的临界区域是畸变分界面区域25。不希望受到理论的限制，可相信的是， 该畸变分界面区域25经受比较高的剪切应变，原因在于纤维24的比较高的弹性刚度与周围 聚合树脂基体22的比较低的弹性刚度之间的错配。
[0045] 形成聚合树脂基体22的块体基体树脂可以是具有不同于畸变树脂涂层26的物理 性能的期望物理性能的任何合适的商业或定制的树脂系统。物理性能的这些不同导致了具 有比聚合树脂基体22更高的畸变能力的畸变树脂涂层26。例如并且非限制地，相对于畸变 树脂涂层26,聚合树脂基体22中所使用的块体基体树脂的可能影响其畸变能力的典型物理 特性包括但并不局限于：出色的流体阻力、增加的模量、增加的高温性能、改进的加工能力 和/或处理性能(诸如粘度和粘性寿命）。
[0046] 在不同的说明性实例中，复合物20可由预浸材料生产。在这种说明性实例中，畸变 树脂涂层26可在用块体基体树脂浸渍纤维24之前被施加于纤维24。通过在畸变树脂涂层26 被应用之后浸渍纤维24,可使用各种工艺来涂覆纤维24。在浸渍纤维24之后，产生的浸渍纤 维24可被固化。固化可将块体基体树脂转换成聚合树脂基体22,并且将涂覆纤维24嵌入在 聚合树脂基体22中。在由此形成的复合物20中，聚合树脂基体22包围被嵌入在聚合树脂基 体22中的涂覆纤维24。
[0047]在其它说明性实例中，复合物20可由涂覆有畸变树脂且溶渗（infused)有块状基 体材料的纤维预制体(pref orm，还体）（未示出）产生。在一个这种说明性实例中，纤维预制 体的纤维可在被形成为纤维预制体之前用畸变树脂涂覆。在另一个这种说明性实例中，纤 维预制体可由纤维24形成，并且然后用畸变树脂涂覆，从而纤维24具有畸变树脂涂层26。然 后，涂覆有畸变树脂的纤维预制体可用块体基体树脂溶渗，从而涂覆有畸变树脂涂层26的 纤维24被浸渍有块体基体树脂。在浸渍之后，然后，涂覆有畸变树脂的且溶渗有块体基体树 脂的纤维预制体可被固化。在将涂覆有畸变树脂且溶渗有块体基体树脂的纤维预制体固化 期间，聚合树脂基体22从块体基体树脂形成，并且具有畸变树脂涂层26的纤维24变得被嵌 入在聚合树脂基体22中。
[0048]图6示出了具有分别包括高模量和低模量的两个纤维组24a、24b的复合物20。具有 包括不同模量的纤维24a、24b的复合物20有时被称为混杂式(hybrid，混和的）复合物。在一 些说明性实例中，不同的畸变树脂涂层26a、26b可分别被施加到具有不同物理特性的纤维 组24a、24b。
[0049]参照图7,在一些应用中可能期望的是在纤维24上施加畸变树脂的多个畸变树脂 涂层26、28。多个畸变树脂涂层26、28可具有不同的畸变变形能力以形成过渡区域，该过渡 区域增加了纤维24与形成聚合树脂基体22的周围块体树脂之间的负荷传递能力。在该实例 中，外部的畸变树脂涂层28的畸变变形能力可大于内部的畸变树脂涂层26的畸变变形能 力。
[0050]图8示出了包括用不连续纤维30(有时被称为短纤维)增强的聚合树脂基体22的复 合物20，每个纤维均具有畸变树脂涂层26。
[0051]现在注意图9,该图宽泛地示出了使用先前描述的复合物20制造复合物结构(未示 出）的方法的步骤。在32处开始，提供适于该应用的纤维24,如之前提到的，所述纤维可以是 连续的或不连续的。在34处，用畸变聚合树脂涂覆纤维24,所述畸变聚合树脂的畸变能力大 于形成聚合树脂基体22的聚合树脂的畸变能力。
[0052]在一个说明性实例中，在步骤36处，用块体基体树脂浸渍纤维24，并且在步骤37 处，将浸渍后的涂覆纤维24形成为预浸渍体，该预浸渍体可包括预浸渍束、预浸渍带或预浸 渍织物。在38处，使用预浸渍体铺设并形成复合物结构。在另一说明性实例中，如步骤40中 所示，使用涂覆有畸变树脂的纤维24来生产干燥的或基本干燥的纤维预制体，在步骤42处， 用块体基体树脂利用例如真空辅助树脂传递成型（transfer molding)工艺来溶渗该纤维 预制体。最后，在44处，固化该结构。在固化期间，将涂覆有畸变树脂的纤维24嵌入于周围的 聚合树脂基体22中，从而在纤维24与聚合树脂基体22之间形成先前描述的畸变分界面区域 25〇
[0053]在一些应用中，可能必须在固化过程期间控制畸变树脂涂层26的迀移。用于解决 该问题的一个方法涉及将畸变树脂涂层26形成为具有高于形成聚合树脂基体22的块体树 脂的黏度。在固化期间，畸变树脂涂层26被保持在纤维的表面上，原因在于它的更高的黏度 和被减小的流动能力。对该问题的另一解决方案包括:在纤维24被涂覆之后，将涂覆有畸变 树脂的纤维24暴露于适当的升高的温度，以便使畸变树脂略微交联（固化），从而增加它的 黏度和对纤维24的附着。
[0054]在一个说明性实例中，提供了制造纤维增强聚合树脂的方法，其包括用第一聚合 树脂涂覆增强纤维以形成涂覆纤维、以及将涂覆纤维嵌入在第二聚合树脂中。第一聚合树 脂的畸变变形能力大于第二聚合树脂的畸变变形能力，并且第一聚合树脂可具有呈现高畸 变变形能力的各种树脂化学特性中的任一个。第一聚合树脂可以是呈现高畸变变形能力的 环氧基树脂(epoxy)。该纤维可具有比第一聚合树脂的弹性模量更高的弹性模量。该方法进 一步包括:从由下列各项组成的组中选择纤维:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维和陶 瓷纤维。该方法可包括在第一聚合树脂的涂层上施加第三聚合树脂的涂层，其中，第三聚合 树脂的畸变变形能力大于第二聚合树脂的畸变变形能力、并且小于第一聚合树脂的畸变变 形能力。
[0055] 根据另一说明性实例，提供了用于制造纤维增强聚合物复合物的方法，其包括:提 供块体基体树脂、以及提供用于增强由块体基体树脂形成的聚合树脂基体的纤维。该方法 进一步包括将纤维嵌入在聚合树脂基体中。将纤维嵌入在基体中可包括用块体基体树脂浸 渍纤维。嵌入纤维可包括固化块体基体树脂，其中，固化块体基体树脂形成聚合树脂基体。 该方法可进一步包括在纤维与聚合树脂基体之间形成畸变分界面区域，其中，畸变分界面 区域提高了纤维与聚合树脂基体之间的负荷传递。形成畸变分界面区域包括用具有不同于 聚合树脂基体的至少一个特性的聚合物畸变树脂涂覆纤维。所述至少一个特性从由下列各 项组成的组中选择:流体阻力、增加的模量、高温性能、加工性能、以及处理性能。提供纤维 包括从由下列各项组成的组中选择纤维:碳纤维、有机纤维、金属纤维和陶瓷纤维。提供用 于增强聚合树脂基体的纤维包括提供分别具有不同模量的两组纤维，并且在纤维与聚合树 脂基体之间形成畸变分界面区域包括用不同的聚合树脂涂覆每一个组中的纤维，所述不同 的聚合树脂中的每个聚合树脂的畸变变形能力均比聚合树脂基体的畸变变形能力高。
[0056] 参照图10,根据说明性实例示出了纤维增强树脂复合物的框图。纤维增强树脂复 合物1020包括聚合树脂基体1022、多个纤维1024、以及畸变树脂涂层1030。特别地，纤维增 强树脂复合物1020包括涂覆有嵌入聚合树脂基体1022中的畸变树脂涂层1030的多个纤维 1024。
[0057]聚合树脂基体1022可包括多个聚合基体树脂1023。如本文所使用的，当参考项目 使用时，"多个"意指一个或多个项目。多个聚合基体树脂1023可包括能够用作纤维增强复 合物的基体材料的任何聚合树脂。多个聚合基体树脂1023可以是传统的块体树脂。多个聚 合基体树脂1023也可被称为未固化的树脂基体材料。多个聚合基体树脂1023可包括但不限 于热固性聚合树脂。热固性聚合树脂可包括例如以下中的至少一种:环氧树脂、酚醛和氨基 树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、或其它合适的热固性聚合树脂。
[0058] 如本文所使用的，当与一系列项目一起使用时，短语"……中的至少一个"意味着： 可使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能需要列表中的每个项目中的仅一 个。换句话说，"……中的至少一个"意味着项目的任何组合，并且来自于列表的多个项目可 被使用、但不是列表中的所有项目均是必需的。项目可以是特定的对象、事物、或分类。例 如，"项目A、项目B、或项目C中的至少一个"可包括但并不限于项目A;项目A和项目B;或项目 B。该实例还可包括项目A、项目B、和项目C;或者项目B和项目C。当然，这些项目的任何组合 均可存在。在其它实例中，"……中的至少一个"可例如但不限于是项目A中的两个;项目B中 的一个;和项目C中的十个;项目B中的四个和项目C中的七个;或者其它合适的组合。
[0059] 在一些说明性实例中，聚合树脂基体1022包括至少一个环氧树脂。在一个这种说 明性实例中，聚合树脂基体1022可包括以下中的至少一个:双酚A环氧树脂或双酚F环氧树 脂。
[0060] 在一些说明性实例中，用于聚合树脂基体1022的多个聚合基体树脂1023可包括但 不限于改性聚合树脂。合适的改性聚合基体树脂的实例包括但不限于在存在固化剂(诸如 胺类固化剂)的情况下被固化或部分地固化的环氧树脂。在一个说明性实例中，聚合树脂基 体1022包括改性环氧树脂，所述改性环氧树脂包括下列中的至少一个:双酸A环氧树脂或双 酚F环氧树脂和氨苯砜单体。
[0061] 在一些说明性实例中，聚合树脂基体1022可包括一个或多个可市购的聚合基体树 月旨。在一些说明性实例中，聚合树脂基体1022包括一个或多个可市购的如上所述的热固聚 合物的配方。在一些说明性实例中，聚合树脂基体1022包括一个或多个可市购的环氧树脂。 适于在不同的说明性实例中使用的可市购的环氧基体树脂可例如从以下获得:新泽西州伍 德兰公园的Cytec Industries、商品名称为CY⑶Μ(例如，Cycom 977-3环氧树脂体系和 Cycom 970环氧树脂）；康涅狄格州斯坦福德的Hexcel Corporation、商品名称为HEXPLY(例 如，HexPly 3501-6环氧基体、HexPly 8552环氧基体、和HexPly M21);以及纽约州纽约市的 Toray Indus tries (America )，Inc ·(例如，3900-2树脂）〇
[0062] 在不同的说明性实例中，聚合树脂基体1022具有小于大约0.25的冯米塞斯应变 1025。在一些说明性实例中，聚合树脂基体1022可具有处于从大约0.18至大约0.24的范围 中的冯米塞斯应变1025。
[0063] 多个纤维1024可包括一个或多个不同类型的纤维。多个纤维1024可包括能够增强 树脂复合物的任何纤维。多个纤维1024可包括例如碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、 陶瓷纤维、或其它适合的纤维中的至少一个。在一些说明性实例中，纤维可包括从以下中的 至少一个选择的有机纤维:芳族聚酰胺纤维(例如，Kevlar，Twaron等）、高分子量的聚乙稀 (HMWPE)纤维、超高分子量的聚乙烯(UHMWPE)纤维、尼龙纤维、或任意其它适合的有机纤维。 [00 64] 所述多个纤维1024可包括以下中的至少一个:低模量纤维1050、中模量纤维1052、 或高模量纤维1054。如本文所使用的，低模量纤维1050也可被称为具有低弹性模量的纤维。 低模量纤维1050是具有处于从大约20百万镑每平方英寸(msi)至大约40msi范围中的弹性 模量的纤维。在一些说明性实例中，低模量纤维1050可具有处于从大约33msi至大约36msi 范围中的弹性模量。
[0065] 如本文所使用的，中模量纤维1052也可被称为具有中弹性模量的纤维。中模量纤 维1052是具有处于从大约40ms i至大约45ms i的范围中的弹性模量的纤维。
[0066] 如本文所使用的，高模量纤维1054也可被称为具有高弹性模量的纤维。高模量纤 维1054是具有大于大约45msi的弹性模量的纤维。
[0067] 但是，这些范围不旨在限制可在纤维增强树脂复合物1020中使用的纤维。所述多 个纤维1024可单独地、或与具有低弹性模量、中弹性模量和/或高弹性模量的纤维组合地包 括具有处于这些范围之外的弹性模量的纤维。
[0068]在不同的说明性实例中，所述多个纤维1024包括如下中的至少一个:低模量纤维 1050、中模量纤维1052、或高模量纤维1054。在一些说明性实例中，纤维增强树脂复合物 1020的所述多个纤维1024包括低模量纤维1050和高模量纤维1054。在另一些说明性实例 中，纤维增强树脂复合物1020的所述多个纤维1024包括中模量纤维1052和高模量纤维 1054。在又一些说明性实例中，纤维增强树脂复合物1020的所述多个纤维1024包括低模量 纤维1050和中模量纤维1052。
[0069]在不同的说明性实例中，所述多个纤维1024包括碳纤维。本公开的适于在不同的 说明性实例中使用的可市购的碳纤维可从例如以下中获得：阿拉巴马州迪凯特的Toray Carbon Fibers America，Inc ·、商品名称为T0RAYCA;康涅狄格州斯坦福德的Hexcel Corporation、商品名称为HEXT0W。可从Toray Industries市购的具有处于低范围、中范围、 和高范围中的弹性模量的碳纤维的实例示出在下面的表1I中。
[0070]表 1
[0071 ]可市购的具有低、中、和高弹性模量的纤维
[0072]
[0073] *如2013年11月10日按配方制造的。
[0074] 在一些说明性实例中，所述多个纤维1024可采取纤维预制体1027的形式。纤维预 制体1027包括形成一形状的所述多个纤维1024。在一些说明性实例中，纤维预制体1027可 采取片材的形式。纤维预制体1027可具有用于纤维增强树脂复合物1020的期望形状。
[0075] 畸变树脂涂层1030涂覆所述多个纤维1024。畸变树脂涂层1030还可在所述多个纤 维1024与聚合树脂基体1022之间形成畸变分界面区域1028。畸变树脂涂层1030可由多个畸 变聚合树脂1026形成。
[0076]在一些说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026可以是单个聚合树脂。在其它 说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026可以是两个或更多个聚合树脂的组合。在一些 说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026可由聚合树脂的混合物形成。所述多个畸变聚 合树脂1026具有大于或等于大约0.25的第一冯米塞斯应变。在一些说明性实例中，所述多 个畸变聚合树脂1026具有处于大约0.25至大约0.45的范围中的第一冯米塞斯应变。如所示 的，所述多个畸变聚合树脂1026可包含第一畸变聚合树脂1029和第二畸变聚合树脂1031。 第一畸变聚合树脂1029具有冯米塞斯应变1033。第二畸变聚合树脂1031具有冯米塞斯应变 1035。
[0077]在一些说明性实例中，冯米塞斯应变1033为大于或等于大约0.30。在另一些说明 性实例中，冯米塞斯应变1033为大于或等于大约0.40。在又一些说明性实例中，冯米塞斯应 变1033处于从大约0.25至大约0.30的范围中。在再一些说明性实例中，冯米塞斯应变1033 处于从大约0.30到大约0.39的范围中。
[0078] 在一些说明性实例中，冯米塞斯应变1035为大于或等于大约0.30。在另一些说明 性实例中，冯米塞斯应变1035为大于或等于大约0.40。在又一些说明性实例中，冯米塞斯应 变1035处于从大约0.25至大约0.30的范围中。在再一些说明性实例中，冯米塞斯应变1035 处于从大约0.30到大约0.39的范围中。
[0079]材料的冯米塞斯应变可根据等式1来计算：
[0081] 其中ενΜ代表冯米塞斯应变，并且￡1、￡2和￡3是三个主平面中的主应变。对于特定材 料(例如，本文所描述的畸变聚合树脂）的和ε 3的值可例如通过材料力学分析而实验地 确定。对于特定材料(例如，本文所描述的畸变聚合树脂）的ε 1、ε2和ε3的值还可例如通过有 限元分析(FEA)方法来预测。
[0082]在一些说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026可包括多个畸变环氧树脂。如 本文所使用的，"畸变环氧树脂"涉及具有大于或等于大约0.25的冯米塞斯应变的环氧树 月旨。在一些说明性实例中，"畸变环氧树脂"具有处于大约0.25至大约0.45的范围中的冯米 塞斯应变。在一个说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026包括苯基-异丙基-苯基-异丙 基-苯基环氧树脂。在一个说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026包括苯基-甲基取代 的亚甲基(methy 1 ine)-苯基环氧树脂。
[0083] 在一些说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026包括至少一个环氧树脂和至少 一个胺(例如二胺）。环氧树脂可包括例如以下中的至少一个:双酚F基三功能的酚醛环氧树 月旨、二环氧丙醚α，α'_二(4-羟苯基)-p_二异丙苯、双酚-A的二氧化丙烯醚、或任意其它适合 的环氧树脂。胺类可包括例如以下中的至少一个:4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜、3,3'二氨 基二苯讽、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、或其它合适的胺类。在这种说明性实例中，基于所述多个畸变聚 合树脂1026的总重，胺成分的量可在从大约24重量百分比(wt% )至大约65wt%的范围中。 在一些说明性实例中，基于所述多个畸变聚合树脂1026的总重，胺的量可大于或等于大约 30wt%。在一些说明性实例中，基于所述多个畸变聚合树脂1026的总重，胺的量可在从大约 30wt%至大约65wt%的范围中。
[0084]在一些说明性实例中，所述多个畸变聚合树脂1026具有大于或等于大约0.30的冯 米塞斯应变，并且包括下面中的至少一个:双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和4，4 '二(4-氨 基苯氧基)二苯砜;双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和3，3 '二氨基二苯砜;双酚F基三功能的 酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯;二环氧丙醚α，α'_二(4-羟苯基)-p_二异丙苯和 4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜;双酚-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;双酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或双酚-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。在一个说明性实例中，畸变树脂涂层1030包括二环氧丙 酿α，α ' -二(4_轻苯基)-p-二异丙苯和4，4 '二(3_氛基苯氧基)二苯讽。
[0085]所述多个畸变聚合树脂1026可包括一个或多个可市购的畸变树脂成分。适于在本 文的不同说明性实例中用作畸变树脂成分的可市购的环氧树脂的实例是:双酚F基三功能 的酸醛环氧树脂，其可从歇根州米德兰市的Dow Chemical Company获得、商品名称为 D. E. N.(例如，D. E. N. 431)。适于在本文的不同说明性实例中用作畸变树脂成分的可市购的 二胺的实例是3，3 '二氨基二苯讽，其可从例如日本大阪的Showa Kako获得、商品名称为3， 3，-DDS〇
[0086]畸变树脂涂层1030作为位于所述多个纤维1024上的涂层而存在于纤维增强树脂 复合物1020中。位于所述多个纤维1024上的畸变树脂涂层1030的厚度可以是均匀的、可变 的、或它们的组合。畸变树脂涂层1030的组分可以是异质的、同质的、或它们的组合。
[0087]畸变树脂涂层1030包括多个层1032。所述多个层1032中的每个层可包括所述多个 畸变聚合树脂1026中的一个或多个畸变聚合树脂。在一些说明性实例中，所述多个层1032 包括单个畸变聚合树脂层。在其它说明性实例中，所述多个层1032包括两个或更多个不同 的畸变聚合树脂层。在这种说明性实例中，所述多个层1032中的各个层的冯米塞斯指数可 以与所述多个层1032中的其它层相同和/或不同。
[0088]如所示出的，所述多个层1032具有第一层1037和第二层1039。在一些说明性实例 中，第一层1037覆盖所述多个纤维1024,而第二层1039覆盖第一层1037。在这些说明性实例 中，第一层1037包括具有冯米塞斯应变1033的第一畸变聚合树脂1029。在这些说明性实例 中，第二层1039包括具有冯米塞斯应变1035的第二畸变聚合树脂1031。在一个说明性实例 中，冯米塞斯应变1035大于冯米塞斯应变1033。在另一说明性实例中，冯米塞斯应变1035大 于冯米塞斯应变1033和冯米塞斯应变1025。
[0089] 在一些说明性实例中，随着介于每个层与所述多个纤维1024之间的层的数量增 加，所述多个层1032的连续层的冯米塞斯应变减小。在一个这种说明性实例中，所述多个层 1032包括覆盖所述多个纤维1024的第一层1037、覆盖第一层1037的第二层1039、以及可选 择的覆盖第二层1039的第三层。在该说明性实例中，第一层1037的冯米塞斯应变大于第二 层1039的冯米塞斯应变，第二层1039的冯米塞斯应变大于第三层的冯米塞斯应变，并且第 一、第二和第三层的冯米塞斯应变均大于聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变1025。
[0090] 在一些说明性实例中，纤维增强树脂复合物1020包括被涂覆有所述多个畸变聚合 树脂1026且被浸渍有聚合树脂基体1022的纤维预制体1027。在一个这种说明性实例中，被 浸渍的且被涂覆的纤维预制体1027已被固化。在另一个这种说明性实例中，被浸渍的且被 涂覆的纤维预制体1027是未固化的或部分地固化的，并且该纤维预制体的粘性寿命大于所 述多个畸变聚合树脂1026中的至少一个畸变聚合树脂的粘性寿命。
[0091] 如以上简要地讨论的，纤维增强树脂复合物1020可包括设置在所述多个纤维1024 与聚合树脂基体1022之间的畸变分界面区域1028。畸变分界面区域1028可限定纤维增强树 脂复合物1020中的这样的区域的全部或一部分，即，所述区域当将作用力施加于纤维增强 树脂复合物1020时经历高剪切应变。畸变分界面区域1028可由畸变树脂涂层1030形成。畸 变分界面区域1028可包括畸变树脂涂层1030的多个畸变聚合树脂1026的至少一部分。畸变 分界面区域1028可结合于所述多个纤维1024的化学官能团或聚合树脂基体1022的化学官 能团中的至少一个。
[0092] 不希望受到理论限制，可相信的是，畸变分界面区域1028中的高剪切应变可能是 由于所述多个纤维1024的弹性刚度与聚合树脂基体1022的弹性刚度之间的错配而造成的。 再次，不希望受到理论限制，可相信的是，畸变分界面区域1028可通过针对作用力向纤维增 强树脂复合物1020的施加提供畸变响应而提高纤维增强树脂复合物1020的总机械性能。畸 变响应也可被称为偏响应，并且是形状的改变。
[0093]在不同的说明性实例中，纤维增强树脂复合物1020的特征可在于畸变分界面区域 1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变的比率。在一个说明性实例，畸 变分界面区域1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变的比率大于或等 于大约1.04。在另一说明性实例，畸变分界面区域1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体 1022的冯米塞斯应变的比率在从大约1.04至大约1.25的范围中。在又一说明性实例中，畸 变分界面区域1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变的比率大于或等 于大约1.25。在再一说明性实例，畸变分界面区域1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体 1022的冯米塞斯应变的比率在从大约1.25至大约1.63的范围中。在再一说明性实例中，畸 变分界面区域1028的冯米塞斯应变与聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变的比率大于或等 于大约1.63。
[0094]通过结合含有畸变树脂涂层1030的纤维增强树脂复合物1020,可在运载工具（例 如飞行器）中获得重量的减轻。与不具有畸变树脂涂层1030的传统纤维增强树脂复合物相 比，就均等重量来说(pound for pound)，含有被涂覆有多个畸变聚合树脂1026的多个纤维 1024的纤维增强树脂复合物1020可呈现出改进的负荷承载特性。不同的说明性实施方式认 可并考虑的是，利用多个畸变聚合树脂1026作为用于纤维增强树脂复合物1020的多个纤维 1024的畸变树脂涂层1030允许:使用比在使用不具有畸变树脂涂层1030的传统纤维增强树 脂复合物的情况下所需要的材料更少的材料来满足运载工具(诸如飞行器）的结构部件的 机械性能要求和设计容差，因而减少了车辆重量和对重量敏感的运行成本。
[0095]在用多个聚合物基体树脂1023浸渍所述多个纤维1024之前用多个畸变聚合树脂 1026涂覆多个纤维1024可以是一种生产纤维增强树脂复合物1020及包含这种纤维增强树 脂复合物的物品的期望方法。不同的说明性实施方式认可并考虑的是，在用多个聚合物基 体树脂1023浸渍多个纤维1024之前用多个畸变聚合树脂1026涂覆纤维增强树脂复合物 1020的多个纤维1024可期望地增加在所得到的纤维增强树脂复合物1020中的所述多个纤 维1024的各个纤丝之间的最终间距。纤维增强树脂复合物1020中的所述多个纤维1024的各 个纤丝之间的增加的间距减少了例如可能在多层(multi-ply)层压件的制造过程的固化后 的冷却期间在所述多层层压件中发展的残余应变。不同的说明性实施方式认可并考虑的 是，在更小内部残余应变的情况下被固化的纤维增强树脂复合物1020相比于具有更高内部 残余应变的纤维增强树脂复合物可具有改进的负荷承载能力和/或疲劳寿命。
[0096]图10中的纤维增强树脂复合物1020的示图并不意味着暗示将物理或结构特征局 限于说明性实施方式可实施的方式。也可使用附加于或替代所说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，方框被示出以说明一些功能部件。当在说明性实施 方式中被实施时，这些方框中的一个或多个可被结合、被分开、或者被结合且被分开成不同 的方框。
[0097] 例如，如所示出的，多个畸变聚合树脂1026包含第一畸变聚合树脂1029和第二畸 变聚合树脂1031。但是，在一些说明性实例中，多个畸变聚合树脂1026可仅包含第一畸变聚 合树脂1029。在其它说明性实例中，多个畸变聚合树脂1026可包括得比第一畸变聚合树脂 1029和第二畸变聚合树脂1031更多。
[0098]作为另一实例，如所示出的，所述多个层1032具有第一层1037和第二层1039。但 是，在一些说明性实例中，所述多个层1032可仅包括第一层1037。在其它说明性实例中，所 述多个层1032可包括比第一层1037和第二层1039更多的层。
[0099] 在一些说明性实例中，所述多个层1032可进一步包括第三层。第一层1037可包含 第一畸变聚合树脂1029并覆盖所述多个纤维1024。第二层1039可包括第二畸变聚合树脂 1031并覆盖第一层1037。第三层可包括第三畸变聚合树脂并覆盖第二层。
[0100] 现在转到图11，根据说明性实例示出了用于形成纤维增强树脂复合物1020的过程 1100的流程图的示图。过程1100可被实施以形成图10的纤维增强树脂复合物1020。
[0101] 过程1100可通过选择原料成分(操作1110)开始。所选择的原料成分是待在制造纤 维增强树脂复合物1020时使用的原料成分。选择原料成分的步骤包括选择多个未固化的畸 变聚合树脂和/或多个畸变聚合树脂1026的畸变树脂成分、多个未固化的树脂基体材料、以 及多个纤维1024。在一些说明性实例中，选择原料成分的步骤包括选择固化剂。
[0102] 选择原料成分的步骤可包括选取原料成分，从而纤维增强树脂复合物1020将具有 期望的材料特性。此外，选择原料成分可包括选取所述原料成分中的一个或多个的量和/或 相对量。
[0103] 然后，过程1100可制备未固化的多个畸变聚合树脂(操作1120)。所述多个畸变聚 合树脂1026由畸变树脂成分制备。未固化的所述多个畸变聚合树脂1026的制备可包括组合 畸变树脂成分。然后，所组合的畸变树脂成分可根据本技术领域技术人员所知的从聚合成 分掺和(blending)聚合物组合物的标准方法而被混合和/或掺和，因而形成未固化的所述 多个畸变聚合树脂1026。在不同的说明性实例中，所组合的畸变树脂成分被混合和/或掺 和，从而所产生的未固化的所述多个畸变聚合树脂1026是畸变树脂成分的异质的且均匀的 掺和物。在一些说明性实例中，选择原料成分的步骤涉及选取畸变树脂成分，当通过组合并 固化畸变树脂成分时，所述畸变树脂成分将形成具有大于大约0.25的冯米塞斯应变的畸变 聚合树脂。
[0104] 然后，过程1100可用未固化的所述多个畸变聚合树脂1026涂覆多个纤维1024(操 作1130)。在不同的说明性实例中，未固化的所述多个畸变聚合树脂1026可作为高固体份树 脂(high solids resin)而使用热融技术被施加于所述多个纤维1024。
[0105] 在其它说明性实例中，未固化的所述多个畸变聚合树脂1026可使用溶液浸泡工艺 而被施加于所述多个纤维1024。在溶液浸泡工艺中，所述多个纤维1024通过含有未固化的 所述多个畸变聚合树脂1026的溶液槽。随着纤维通过溶液，畸变树脂成分作为涂层累积在 纤维上。然后，干燥纤维，以从涂层蒸发溶剂、并且使畸变树脂成分部分地反应以形成部分 地固化的畸变聚合树脂。在一个这种说明性实例中，畸变树脂成分包括一个或多个畸变环 氧树脂，并且一个或多个畸变胺被溶解在溶剂中以形成溶液。所述多个纤维1024通过畸变 环氧树脂和畸变胺的溶液，并且畸变环氧树脂和畸变胺作为涂层累积在纤维上。然后，干燥 用畸变环氧树脂和畸变胺涂覆的纤维，以蒸发溶剂、并使畸变环氧树脂与畸变胺部分地反 应。
[0106] 在一些说明性实例中，用所述多个畸变聚合树脂1026涂覆所述多个纤维1024产生 了第一层1037。在一些说明性实例中，用所述多个畸变聚合树脂1026涂覆所述多个纤维 1024产生了多于一层的畸变聚合树脂1026。在存在多个层的说明性实例中，根据被用来施 加第一涂层的过程，可施加附加的畸变聚合树脂的层。例如，如果第一涂层使用热融技术而 被施加，则热融技术还可被用来在未固化的畸变聚合树脂的第一涂层上施加一个或多个附 加的未固化的畸变聚合树脂的涂层。在另一些说明性实例中，根据不同于被用来施加第一 涂层的过程的过程，可施加一个或多个附加的畸变聚合树脂的涂层。例如，如果第一涂层使 用溶液浸泡工艺而被施加，则可使用热融技术在部分地固化的畸变聚合树脂的第一涂层上 施加一个或多个附加的畸变聚合树脂的涂层。在又一些说明性实例中，可使用不同的技术 施加附加的畸变聚合树脂的涂层。在一个说明性实例中，使用热融技术将第二畸变聚合树 脂的第二涂层施加在第一涂层上，并且使用溶液浸泡工艺将第三畸变聚合树脂的第三涂层 施加在第一涂层上。
[0107] 在不同的说明性实例中，未固化的畸变聚合树脂的涂层中的每一个均对应于图10 中的畸变树脂涂层1030的层中的一个。在一些说明性实例中，所述多个纤维1024可被涂覆 有两个或更多个畸变聚合树脂的层，所述两个或更多个层具有不同的冯米塞斯应变值。在 一些说明性实例中，所述多个纤维1024可被涂覆有畸变聚合树脂的第一层，该畸变聚合树 脂的第一层的第一冯米塞斯应变大于聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变1025,并且畸变聚 合树脂的第一层被涂覆有畸变聚合树脂的第二层，该畸变聚合树脂的第二层的第二冯米塞 斯应变大于第一冯米塞斯应变和聚合树脂基体1022的冯米塞斯应变。在其它说明性实例 中，所述多个纤维1024可被涂覆有两个或更多个畸变树脂的层，并且随着增加与所述多个 纤维1024的距离，畸变树脂的各个层的冯米塞斯应变的值相继地减小。也就是说，各个层的 冯米塞斯应变的值从所述多个纤维1024按顺序减少，其中直接覆盖所述多个纤维1024的畸 变树脂的层具有最高的冯米塞斯应变，并且直接由聚合树脂基体1022覆盖的层具有最低的 冯米塞斯应变。
[0108] 不希望受到理论限制，可相信的是，包含具有相继地减少的冯米塞斯应变的畸变 聚合树脂层的畸变树脂涂层1030用作畸变变形梯度部(gradient，渐变部），其可提供具有 进一步改进的畸变变形能力的各种纤维增强树脂复合物。
[0109] 然后，过程1100可将被涂覆有第一畸变聚合树脂1029的所述多个纤维1024嵌入于 聚合树脂基体1022中（操作1140)。然后，过程1100可用未固化的树脂基体材料浸渍被涂覆 有第一畸变聚合树脂1029的所述多个纤维1024(操作1150)。浸渍被涂覆有第一畸变聚合树 脂1029的所述多个纤维1024的步骤可与将被涂覆有第一畸变聚合树脂1029的纤维嵌入于 聚合树脂基体1022中的步骤同时执行。换句话说，嵌入的步骤可包括用未固化的树脂基体 材料浸渍被涂覆有第一畸变聚合树脂1029的纤维。
[0110] 浸渍可根据对于本领域技术人员来说公知为适于用树脂基体材料浸渍纤维增强 树脂复合物的纤维的技术来执行。在不同的说明性实例中，所产生的未固化的或部分地固 化的树脂预浸渍体可采用从以下选择的至少一个复合物形式:预浸渍束、预浸渍带、或预浸 渍织物。
[0111] 虽然本文使用了术语"浸渍"，但是在所述多个纤维1024为纤维预制体1027的形式 的一个说明性实例中，操作1150也可替代地被称为树脂溶渗(resin infusion，树脂灌注， 树脂渗透）。换句话说，在操作1150中，诸如纤维预制体1027的纤维预制体可经历树脂溶渗。
[0112] 换句话说，在一些说明性实例中，纤维增强树脂复合物1020可根据在上面结合图9 所描述的方框36、37、和38所代表的树脂溶渗工艺来制造。但是，在一些说明性实例中，纤维 增强树脂复合物1020可根据在上面结合图9所描述的方框40和42所代表的树脂溶渗工艺来 制造。
[0113] 然后，过程1100可固化第一畸变聚合树脂1029和未固化的树脂基体材料，并且从 未固化的树脂基体材料形成聚合树脂基体1022(操作1160)。由于固化，可从未固化的树脂 基体材料形成聚合树脂基体1022,并且可从未固化的和/或部分地固化的多个畸变聚合树 脂形成包含多个畸变聚合树脂1026的畸变树脂涂层1030。因而，固化第一畸变聚合树脂 1029和未固化的树脂基体材料的步骤可与将被涂覆有第一畸变聚合树脂1029的纤维嵌入 在聚合树脂基体1022中的步骤同时地或基本上同时地执行。换句话说，嵌入步骤可包括用 未固化的树脂基体材料浸渍被涂覆有第一畸变聚合树脂1029的纤维。
[0114] 在一些说明性实例中，固化可以在热压罐(autoclave，高压锅）中执行。在这些说 明性实例中，固化在升高的温度和压力下执行。在一个说明性实例中，固化可通过向覆盖未 固化的树脂基体材料的真空袋施加真空来执行。当在真空袋内抽出真空的同时，可在热压 罐中施加80到95psig的压力。当热压罐内的压力增大时，加热可进而发生，包括下列中的至 少一个:升温(ramp up)、保持、或冷却范围。在一些说明性实例中，升温可包括大约1华氏度 到大约5华氏度的加热速率。保持范围可具有大约345华氏度至大约365华氏度的温度。冷却 范围可包括大约5华氏度的最大冷却速率。
[0115] 在不同的说明性实例中，固化可在存在固化剂的情况下执行。在一些说明性实例 中，固化剂可促进未固化的树脂基体材料反应成为聚合树脂基体1022(例如，通过增加速率 和/或反应度）。在一些说明性实例中，固化剂可促进未固化的树脂基体材料和/或聚合树脂 基体1022与畸变树脂涂层1030反应，以形成畸变分界面区域1028。在一些说明性实例中，固 化剂可与未固化的树脂基体材料反应并组合，由此固化剂变成聚合树脂基体1022的部分。 在一些说明性实例中，固化剂可在畸变树脂涂层1030的外边界处与畸变树脂涂层1030和/ 或未固化的树脂基体材料反应并组合，由此固化剂变成纤维增强树脂复合物1020的部分， 该部分从畸变聚合树脂过渡至聚合树脂基体1022。在一个说明性实例中，未固化的树脂基 体材料在存在包含氨苯砜单体的固化剂的情况下被固化。在一个说明性实例中，包含双酚A 环氧树脂或双酚F环氧树脂中的至少一个的未固化的树脂基体材料在存在包含氨苯砜单体 的固化剂的情况下被固化。
[0116] 在一些说明性实例中，然后，过程1100在所述多个纤维1024与聚合树脂基体1022 之间形成畸变分界面区域1028(操作1170)，并且所述过程在此之后终止。此操作可以是可 选的。在一些说明性实例中，可不形成畸变分界面区域。形成畸变分界面区域的步骤可与将 被涂覆有第一畸变聚合树脂的纤维嵌入于聚合树脂基体中的步骤同时地或基本上同时地 执行。
[0117]根据通过固化获得的固化度，畸变分界面区域1028可由位于所述多个纤维1024与 聚合树脂基体1022之间的畸变树脂涂层1030形成。畸变分界面区域1028可在化学上和在结 构上与聚合树脂基体1022不同。畸变分界面区域1028可被结合于所述多个纤维1024的纤维 的化学官能团或聚合树脂基体1022的化学官能团中的至少一个。
[0118] 所示出的不同实施方式中的流程图和框图说明了说明性实施方式中的装置和方 法的建构、功能、以及一些可行的实现方式的操作。在这方面，流程图或框图中的每个方框 可代表操作或步骤的模块、节段、功能、和/或部分。
[0119] 在说明性实施方式的一些可替代实现方案中，方框中提到的一个功能或多个功能 可以不同于该图中的次序而发生。例如但非限制地，在一些情况下，连续地示出的两个方框 可基本上同时地执行，或者所述方框有时可以颠倒的次序执行，这取决于所涉及的功能。此 外，除了流程图或框图中所示出的方框，还可增加其它方框。此外，一些方框可以是可选的。 [0120] 例如，如上所述，操作1140、1150、1160、和1170可同时地或基本上同时地执行。此 外，操作1170可不被执行。再者，操作1110、1120、和1130可以不由与剩余操作相同的参与者 (actor)来执行。因此，某一参与者可在操作1140处开始执行过程1100。
[0121] 下面参照图12和13,本公开的说明性实例可在图12中所示的飞行器制造和运行方 法46以及图13中所示的飞行器48中使用。在预生产期间，示例性方法46可包括飞行器48的 规格和设计50以及材料采购52。在生产期间，飞行器48的部件和子组件制造54以及系统集 成56进行。在步骤54期间，可采用所公开的方法和装置来制造复合物部件，所述复合物部件 形成之后在步骤56处被组装的部件。在此之后，飞行器48可经过认证和交付58,以便被投入 运行60。在由客户运行的同时，飞行器48可定期进行例行的维修和保养62(其还可包括修 改、重新构造、翻新等）。
[0122] 方法46的过程步骤中的每一个均可由系统集成者、第三方、和/或操作者(例如，客 户)来执行或实施。为了本说明的目的，系统集成者可非限制性地包括任意数量的飞行器制 造商和主要系统分包商；第三方可非限制性地包括任意数量的销售商、分包商、及供应商； 并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
[0123] 如图13中所示，由示例性方法46所生产的飞行器48可包括具有多个系统66和内部 68的机架(airframe，机身）64。所公开的方法和装置可被用来制造形成机身64或内部68的 部件的复合物部件。高级系统66的实例包括以下的一种或多种:推进系统70、电气系统72、 液压系统74、以及环境系统76。可包括任意数量的其它系统。虽然示出了航空的实例，但是 本文所公开的原理可应用于其它工业，诸如汽车工业。
[0124] 本文所实施的装置可在生产和运行方法46的阶段中的任何一个或多个期间被采 用。例如，与生产过程54相对应的部件或子组件可以类似于在飞行器48投入运行时所生产 的部件或子组件的方式被生产或制造。此外，一个或多个装置说明性实例可在生产阶段54 和56期间被使用，例如，通过显著加快组装或降低飞行器48的成本而被使用。类似地，一个 或多个装置说明性实例可在飞行器48投入运行时被使用，例如且并非限制性地，以便进行 维修和保养62。
[0125] 实例
[0126] 下面的实例提供了畸变树脂的实例。这些畸变树脂可以是图10的多个畸变聚合树 脂1026的实例。在实例1-13中，使用计算的和实验的技术来识别可适于在本文所公开的纤 维增强树脂复合物1020中使用的不同畸变树脂。实例1示出了环氧树脂的分子结构和组分 与环氧树脂的冯米塞斯应变的值之间的关系。实例2-11公开了通过实验所确定的不同的畸 变树脂复合物的冯米塞斯应变。实例12-13公开了由用于不同的畸变树脂复合物的定量化 学技术所确定的冯米塞斯应变。
[0127] 研究方法.
[0128] 使用计算机仿真与实验化学配方的组合，多个环氧基树脂-胺配方(诸如如本文所 公开的包含至少一种二胺和至少一种环氧树脂的配方)已被确认其相对于多种已有的可市 购的材料呈现出冯米塞斯应变的增加。
[0129] 使用来自于加州圣地亚哥的Accelrys的Materials Studio软件套装中的分子动 力学仿真来执行计算机建模。当使用计算机建模时，从评估的由每个胺-环氧基树脂组合产 生的树枝形聚合物的分子动力学仿真所得到的压缩应力-应变特性获得冯米塞斯值。
[0130] 配方(formulation)方法试图通过选择包含一定关键分子特征的化学结构来提高 冯米塞斯应变，并使将在生产可控制的产品形式的约束内所使用的量最大化。所选择的特 定胺结构具有基本上对整体系统畸变作出贡献的有机部分。它们被选择是因为它们的交替 的刚性苯基环和旋转的sp3键杂化中心（诸如乙醚、亚甲基、异丙基或磺基），其当受外部施 加的负荷时允许胺部分询问（interrogate)多个扭转构造。所考虑的构象(conformations) 是分子的原子或原子团的特定空间排列，因为所述排列是由扭转角的规则确定的。先前可 用的环氧基树脂组分不具有类似的构造，并且历史上被选择是因为它们是液体的、并且正 因如此而被赋予粘性以便于对最终配方的处理。
[0131] 冯米塞斯应变的测量需要复合物层的制造和测试。测试样片(试样，test coupon) 的纤维定向可相对于负荷施加方向而被设定成10度。如由突然破裂所限定的失效时的应变 可被记录、且使用商业的有限元分析(Finite Element Analysis)代码来分析，以便确定在 失效的瞬间样本的本体内的主应变的最大值。然后，主应变可被用作用于确定临界冯米塞 斯应变的冯米塞斯等式的输入值。
[0132] 实例1:环氧树脂结构和冯米塞斯应变.
[0133] 表2示出了一系列的二环氧丙醚基环氧树脂的冯米塞斯应变。在用于参考的表中 提供了DEN431。结果表明，通过向链增加物质，可出现增加的冯米塞斯应变结果。例如，苯基 具有0.068的冯米塞斯应变，而苯基-异丙基-苯基具有0.237的冯米塞斯应变，并且苯基-异 丙基-苯基-异丙基-苯基具有0.386的冯米塞斯应变。
[0134] 表2
[0135] 所选择的二环氧丙醚基环氧树脂的冯米塞斯应变
[0137] 实例2-13:环氧基树脂和胺的畸变树脂复合物.
[0138] 典型的现有技术组分是具有頂-7的S0TA系统，测试已经呈现其具有大约0.19的冯 米塞斯应变，这对于现有技术组分来说是相当典型的冯米塞斯应变结果。用于复合物的环 氧树脂配方的技术状态通常是商业交易秘密，但是典型的通用配方将包括根据胺相比于环 氧基树脂的重量以大约20到40%的比例混合的环氧基树脂(诸如MY721或四缩水甘油基4， 4'-二氨基二苯基甲烧((1丨口116117161]11:1^116))和44003或4,4'-二氨基二苯砜。用于诸如此的 配方的典型的冯米塞斯应变在0.15到0.19的范围中。如下文所阐述的并在表3中阐明的，所 公开的下列的所有七种组分具有明显提高的冯米塞斯应变结果。
[0139] 实例2和3.
[0140] 例如，实验结果已经呈现的是，与33DDS混合的DEN431的组分具有0.295(在胺重量 百分含量为28%的情况下）至0.345(在胺重量含量为52%的情况下）的冯米塞斯应变。28% 的配方代表1:1化学计量比。
[0141] 实例4和5.
[0142] 实验结果已经呈现的是，与mBAPS混合的DEN431的组分具有0.322(在胺重量百分 比含量为41%的情况下）至0.342(在胺重量含量为65%的情况下）的冯米塞斯应变。41%的 配方代表1:1化学计量比。
[0143] 实例6和7.
[0144] 实验结果已经呈现的是，与33DDS混合的Tactixl23的组分具有0.294(在胺重量百 分比含量为27%的情况下）至0.345(在胺重量含量为43%的情况下）的冯米塞斯应变。27% 的配方代表1:1化学计量比。
[0145] 实例8和9.
[0146] 实验结果已经呈现的是，与APB133混合的DEN431的组分具有0.313(在胺重量百分 比含量为32%的情况下）至0.37(在胺重量含量为56%的情况下）的冯米塞斯应变。32%的 配方代表1:1化学计量比。
[0147] 实例10和11.
[0148] 实验结果已经呈现的是，与metaBAPS混合的二环氧丙醚α，α ' -二(4-羟苯基)-p_二 异丙苯(Bis M)的组分具有0.41(在胺重量百分比含量为24%的情况下）至0.42(在胺重量 百分比含量为32%的情况下）的冯米塞斯应变。32%重量含量的配方代表1:1化学计量比。
[0149] 实例12.
[0150] 计算机仿真已经呈现的是，在30%重量的胺与70%重量的环氧基树脂的1:1化学 计量比的情况下，与Tactixl23环氧基树脂混合的1，3二(4-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷的 组分具有0.31的冯米塞斯应变。
[0151] 实例13.
[0152] 计算机仿真已经呈现的是，在30%重量的胺与70%重量的环氧基树脂的1:1化学 计量比的情况下，与Tact ixl 23环氧基树脂混合的1，3二(3-氨基苯氧基)-2，2二甲基丙烷的 组分具有0.32的冯米塞斯应变。
[0153] 表3
[0154] 畸变树脂复合物
[0155]

[0157] 从我们的测试和计算机仿真，已呈现出改进的冯米塞斯应变的特定组分包括下面 的组分：（1)DEN431 物质与33DDS物质；（2)DEN 431 物质与metaBAPS物质；（3)Tactixl23物质 与33DDS物质；（4)DEN 431物质与APB133物质；（5)二环氧丙醚α，α 二(4-羟苯基)-p-二异 丙苯（Bis M)物质与metaBAPS物质；（6)1，3二（4-氨基苯氧基）-2,2二甲基丙烷物质与 Tactixl23物质；以及(7)1，3二（3-氨基苯氧基)-2,2二甲基丙烷物质与具有了&(^11123物 质。
[0158] DEN431物质包括双酚F基三功能的酚醛环氧树脂。metaBAPS物质包括4,4'二(3-氨 基苯氧基)二苯砜物质。Tactixl23物质包括双酚-A的二氧化丙烯醚物质。33DDS物质包括3， 3'二氨基二苯砜物质。APB133物质包括1，3二(3-氨基苯氧基)苯物质。应当指出的是，下列 的物质是环氧树脂:DEN431;Tactixl23;以及二环氧丙醚α，α'-二(4-羟苯基)-p_二异丙苯 (Bis M)。类似地，应该指出的是，下列的物质是胺: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] 由于聚合物链的比体积或链段的协同运动，针对聚合体基体能力（经受针对作用 力的偏响应）的分子基础被建立理论。聚合物结构的分子运动或动力学包括可被视为独立 过程的振动的、键弯曲和构象的重排。链段动力学的规模可由局部分子环境、以及构象重排 的数量和能障确定。局部环境可被限制于由在聚合期间形成的交联所建立的规模。
[0160] 对这些过程的仿真表明，宏观负载在分子水平上被证明为局部能量最小值的连续 消失，原因在于构象重排之后对新最小值的松弛。代表该情况的潜在能量超曲面通过限定 系统动力学的最大值和鞍点而将玻璃质材料描述为能量最小值在相位空间中的分配。因为 应变或变形是强度量，该强度量与系统的在对新能量最小值的松弛中所涉及的部分成正 比。因此，能经受构象探测的更多的分子结构将增强聚合物经受增加的宏观畸变响应的能 力。此外，基于变形的强度性质，还已发现使用用于对各个成分改进潜力定量化的体积论据 (volumetric argument)是有效的。
[0161] 实验数据和计算机仿真两者均已表明，具有更多骨架旋转构象（backbone rotational conformations)并具有为了二面构象的探测而被优化以使能量消散最大化的 结构的聚合物配方可呈现出增加的畸变变形能力。可产生畸变聚合树脂的特征包括交替的 刚性苯基环和旋转 SP3键杂化中心（诸如乙醚、亚甲基、异丙基或磺基），其允许分子询问多 个扭转构造。另一方面，含有键合sp3中心(诸如Tactixl77)的功能不良的环氧树脂未被执 行，同样地还有交替的刚性的和自由的转动构造。Meta(而不是苯基环上的对位取代）已被 定性地视为用于增加潜在的构象异构体(conformers)的可能数量的方式。
[0162] 现在转到图14,根据说明性实施方式示出了用于张力样片的应力对比应变特性的 曲线图的示图。每个样片由具有+10度和-10度定向的8层样片组成。在该说明性实例中，所 有的纤维均是中模量和高强度的。特别地，样片中的所有纤维均是頂-7纤维。
[0163] 如所示出的，曲线图1400包括应力1402(以镑每平方英寸(psi)为单位测量的）和 应变1404(以英寸/英寸为单位测量的）。如所示出的，1406是由IM-7/K3B形成的测试样片。 如所示出的，1408是由頂-7/8552形成的测试样片。如所示出的，1410是由頂-7/5250-4形成 的测试样片。如所示出的，1412是由IM-7/977-3形成的测试样片。1406的K3B是唯一被示出 的高畸变树脂。1408、1410、或1412均没有包括高畸变树脂。如从曲线图1400可以看出的， 1408在0.007in/in的应变1404之前失效。如从曲线图1400可以看出的，1410和1412在大约 0.007in/in的应变1404处失效。如从曲线图1400可以看出的，1406在经过0.013in/in的应 变1404后继续。
[0164] 由頂-7/K3B1406形成的测试样片比其它测试样片具有更大的强度。在该说明性实 例中，K3B树脂可通过树脂在IM-7纤维之间提供更有效的负荷传递。结果表明，增加的树脂 畸变可提尚复合物共孚全局负荷并达到更尚失效负荷的能力。
[0165] 现在转到图15,根据说明性实施方式示出了用于张力样片的应力对比应变特性的 曲线图的示图。如所示出的，曲线图1500包括应力1502(以镑每平方英寸(psi)为单位测量 的）和应变1504(以英寸/英寸为单位测量的）。如所示出的，1506是由頂-7/5250-4形成的测 试样片，1508是由T800H/3900-2形成的测试样片，1510是由IM-7/977-3形成的测试样片， 1512是由T800S/3900-2形成的测试样片，1514是由IM-7/8552形成的测试样片。如所示出 的，1516是由頂-7/K3B形成的测试样片，并且1518是双酚A和双酚Μ环氧基树脂与APB133胺 的混合物形成的测试样片。因此，仅1516和1518是用高畸变树脂形成的测试样片。
[0166] 如从图15可以看出的，测试样片1506、测试样片1508、测试样片1510、测试样片 1512、以及测试样片1514表现类似。测试样片1506、测试样片1508、测试样片1510、测试样片 1512、以及测试样片1514中的每一个均快速地上升并在其峰值点处失效。测试样片1506、测 试样片1508、测试样片1510、测试样片1512、或测试样片1514中没有一个在经过0.012in/in 的应变1504后继续。与此相反，测试样片1516和测试样片1518具有两个增加速率。可看出第 一增加速率直至大约0.008in/in的应变1504。第二增加速率出现在大约0.008in/in的应变 1504之后，并且在经过至少0.022in/in的应变1504后继续。
[0167] 如从图15可以看出的，高畸变树脂可允许复合物达到更高的应变。在一个理论中， 可能在大约〇.〇〇8in/in的应变1504之后发生测试样片1516和测试样片1518的失效，原因在 于大部分树脂失效。
[0168] 在不同的说明性实例中，纤维增强树脂复合物包括聚合树脂基体、被保持在聚合 树脂基体中的增强纤维、以及位于增强纤维上以用于提高增强纤维与聚合树脂基体之间的 负荷传递的涂层。涂层包括第一聚合树脂，第一聚合树脂具有大于聚合树脂基体的畸变变 形能力的第一畸变变形能力。涂层可包括第一聚合树脂的第一层以及第二聚合树脂的第二 层，其中，第一聚合树脂的第一畸变变形能力不同于第二聚合树脂的第二畸变变形能力，并 且其中，第一畸变变形能力和第二畸变变形能力中的每一个均大于聚合树脂基体的畸变变 形能力。纤维增强树脂复合物可通过以下形成：用块体基体树脂浸渍增强纤维、以及从块体 基体树脂形成聚合树脂基体。增强纤维可包括至少两组纤维，其中，所述至少两组纤维包括 第一纤维组和第二纤维组。第一纤维组的刚性可不同于第二纤维组的刚性。第一纤维组的 强度可不同于第二纤维组的强度。
[0169] 在不同的说明性实例中，提供了一种复合物，其中，该复合物中的增强纤维被涂覆 有聚合树脂，与复合物的聚合树脂基体的畸变变形能力相比，该聚合树脂具有相对较高的 畸变变形能力。涂层可产生包围增强纤维的能量消散的畸变分界面区域，该区域提高了横 跨纤维间断部和/或缺陷部的树脂-纤维负荷传递，从而提高了复合物的机械性能。在用块 体基体树脂（由该块体基体树脂形成聚合树脂基体)浸渍增强纤维之前，可执行用具有与聚 合树脂基体的畸变变形能力相比相对较高的畸变变形能力的聚合树脂涂覆增强纤维的过 程，因而允许在现有的预浸渍体生产过程中使用当前的可市购的增强纤维。通过为复合物 的增强纤维提供具有与聚合树脂基体的畸变变形能力相比相对较高的畸变变形能力的聚 合树脂的涂层，复合物可具有提高的机械性能，诸如增加的强度和/或应变、以及在层离方 面的潜在改进。采用被涂覆有高畸变树脂的增强纤维的复合物结构可形成可减少重量和成 本的优化复合物设计。
[0170]根据另一说明性实例，纤维增强树脂复合物包括聚合树脂基体、被保持在聚合树 脂基体中的增强纤维、以及相对于树脂基体具有高畸变变形能力的畸变分界面区域。畸变 分界面区域可由位于增强纤维上的至少第一聚合树脂涂层限定。畸变分界面区域可由位于 第一聚合树脂涂层上的第二聚合树脂涂层限定。第一聚合树脂涂层可以是高温树脂。
[0171]以下是根据本公开的非限制的、特定的说明性实例：
[0172] 第一说明性实例，其为一种制造纤维增强聚合树脂的方法，该方法包括:用第一聚 合树脂涂覆增强纤维以形成涂覆纤维;将涂覆纤维嵌入于第二聚合树脂中，其中，第一聚合 树脂的第一畸变变形能力大于第二聚合树脂的第二畸变变形能力。
[0173] 第二说明性实例，其为第一说明性实例的方法，其中，增强纤维的第一模量高于第 一聚合树脂的第二模量。
[0174] 第三说明性实例，其为第一和第二说明性实例中任一个的方法，进一步包括:从以 下各项组成的组中选择增强纤维:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、和陶瓷纤维。
[0175] 第四说明性实例，其为第一至第三说明性实例中任一个的方法，进一步包括:在第 一聚合树脂的涂层上施加第三聚合树脂的涂层，其中，第三聚合树脂的第三畸变变形能力 大于第一畸变变形能力和第二畸变变形能力。
[0176] 第五说明性实例，其为一种制造纤维增强聚合物复合物的方法，该方法包括:形成 聚合树脂基体;提供用于增强聚合树脂基体的纤维;将纤维嵌入于聚合树脂基体中；以及在 纤维与聚合树脂基体之间形成畸变分界面区域，以用于提高纤维与聚合树脂基体之间的负 荷传递。
[0177]第六说明性实例，其为第五说明性实例的方法，其中，形成畸变分界面区域的步骤 包括用聚合物畸变树脂涂覆纤维，该聚合物畸变树脂具有不同于聚合树脂基体的特性的至 少一个特性。
[0178]第七说明性实例，其为第五和第六说明性实例中任一个的方法，其中，所述至少一 个特性从由以下各项组成的组中选择:流体阻力、增加的模量、高温性能、可加工性、以及处 理性能。
[0179]第八说明性实例，其为第五至第七说明性实例中任一个的方法，其中，将纤维嵌入 于聚合树脂基体中的步骤包括用聚合树脂基体浸渍纤维、以及固化聚合树脂基体。
[0180]第九说明性实例，其为第五至第八说明性实例中任一个的方法，其中，提供纤维的 步骤包括从以下各项组成的组中选择纤维:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、和陶瓷 纤维。
[0181]第十说明性实例，其为第五至第九说明性实例中任一个的方法，其中，提供用于增 强树脂基体的纤维的步骤包括提供第一纤维组和第二纤维组，其中，第一纤维组的第一模 量不同于第二纤维组的第二模量;并且在纤维与聚合树脂基体之间形成畸变分界面区域的 步骤包括用第一聚合树脂涂覆第一纤维组、以及用第二聚合树脂涂覆第二纤维组，其中，第 一聚合树脂的第一畸变变形能力和第二聚合树脂的第二畸变变形能力中的每一个均高于 聚合树脂基体的第三畸变变形能力。
[0182] 第十一说明性实例，其为第五至第十说明性实例中任一个的方法，其中，形成分界 面区域的步骤包括用具有大于聚合树脂基体的第二畸变变形能力的第一畸变变形能力的 聚合物畸变树脂涂覆纤维，并且将纤维嵌入于聚合树脂基体中的步骤包括使用涂覆纤维形 成纤维预制体1027以及用聚合树脂基体溶渗(infusing)纤维预制体1027。
[0183] 第十二说明性实例，其为一种具有提高的畸变变形能力的纤维增强树脂复合物， 该复合物包括:聚合树脂基体;被保持在基体中的增强纤维；以及位于纤维上以用于提高纤 维与基体之间的负荷传递的涂层。
[0184] 第十三说明性实例，其为第十二说明性实例的纤维增强树脂复合物，其中，涂层包 括聚合树脂，该聚合树脂的畸变变形能力大于树脂基体的畸变变形能力。
[0185] 第十四说明性实例，其为第十二和第十三说明性实例中任一个的纤维增强树脂复 合物，其中，涂层包括分别具有不同的畸变变形能力的第一和第二聚合树脂层，所述不同的 畸变变形能力中的每一个均大于树脂基体的畸变变形能力。
[0186] 第十五说明性实例，其为第十二至第十四说明性实例中任一个的纤维增强树脂复 合物，其中，纤维用基体树脂浸渍。
[0187] 第十六说明性实例，其为第十二至第十五说明性实例中任一个的纤维增强树脂复 合物，其中，纤维包括分别具有不同的刚性或强度的至少两个纤维组。
[0188] 第十七说明性实例，其为第十二至第十六说明性实例中任一个的纤维增强树脂复 合物，其中，纤维从由以下各项组成的组中选择:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、和 陶瓷纤维。
[0189] 第十八说明性实例，其为一种纤维增强树脂复合物，该复合物包括：聚合树脂基 体;被保持在基体中的增强纤维;包围纤维的分界面区域，该分界面区域具有相对于树脂基 体的畸变变形能力的高畸变变形能力。
[0190]第十九说明性实例，其为第十八说明性实例的纤维增强树脂复合物，其中，分界面 区域至少由位于纤维上的第一聚合树脂涂层限定。
[0191] 第二十说明性实例，其为第十八和第十九说明性实例中任一个的纤维增强树脂复 合物，其中，分界面区域由位于第一聚合涂层上的第二聚合树脂涂层限定。
[0192] 第二十一说明性实例，其为第十八至第二十说明性实例中任一个的纤维增强树脂 复合物，其中，第一聚合树脂涂层是高温树脂。
[0193] 第二十二说明性实例，其为一种制造呈现提高的强度的纤维增强树脂复合物的方 法，该方法包括:提供第一增强纤维组和第二增强纤维组，其中，第一增强纤维组和第二增 强纤维组中的每一个均从由以下各项组成的组中选择:碳纤维，玻璃纤维、有机纤维、金属 纤维和陶瓷纤维;通过在第一增强纤维组中的每个增强纤维上施加具有第一畸变变形能力 的第一聚合树脂的至少一个涂层、以及在第二增强纤维组中的每个增强纤维上施加具有第 二畸变变形能力的第二聚合树脂的至少一个涂层来形成涂覆纤维，其中，第一聚合树脂具 有不同于第二聚合树脂的特性的一个或多个特性;通过用具有第三畸变变形能力的第三聚 合树脂浸渍涂覆纤维来形成浸渍的涂覆纤维，所述第三畸变变形能力小于第一畸变变形能 力和第二畸变变形能力中的每一个；以及固化浸渍的涂覆纤维，以形成其中嵌入有浸渍的 涂覆纤维的基本上同质的树脂基体，其中，分界面区域存在于第一和第二增强纤维组的增 强纤维与基本上同质的树脂基体之间，其提高了第一和第二增强纤维组的增强纤维与基本 上同质的树脂基体之间的负荷传递。
[0194] 第二十三说明性实例，其为一种纤维增强树脂复合物，该复合物包括:分别具有不 同的纤维特征的至少两个增强纤维组，其中，所述组中的每一个均包括碳纤维、玻璃纤维、 有机纤维、金属纤维和陶瓷纤维中的一种;第一聚合树脂涂层，位于第一组的纤维上;第二 聚合树脂涂层，位于第二组的纤维上;聚合树脂基体，用于保持第一和第二纤维组、并且具 有小于第一和第二聚合树脂的畸变变形能力，位于纤维上的涂层形成分界面区域以用于提 高纤维与基体之间的负荷传递。
[0195] 第二十四说明性实例，其为一种纤维增强树脂复合物，该复合物包括:聚合树脂基 体；以及多个纤维，被涂覆有具有大于或等于大约0.25的第一冯米塞斯应变的第一聚合树 月旨，并且所述多个纤维被设置在聚合树脂基体中，其中，第一聚合树脂的畸变变形能力大于 聚合树脂基体的畸变变形能力。
[0196] 第二十五说明性实例，其为第二十四说明性实例的纤维增强树脂复合物，其中，第 一冯米塞斯应变大于或等于大约ο. 30。
[0197] 第二十六说明性实例，其为第二十四和第二十五说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，第一冯米塞斯应变大于或等于大约〇. 40。
[0198] 第二十七说明性实例，其为第二十四至第二十六说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，聚合树脂基体具有小于大约〇. 25的第二冯米塞斯应变。
[0199] 第二十八说明性实例，其第二十四至第二十七说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，其中，第二冯米塞斯应变处于从大约〇. 18至大约0.24的范围中。
[0200] 第二十九说明性实例，其为第二十四至第二十八说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，聚合树脂基体包括固化的环氧树脂，该固化的环氧树脂(epoxy resin) 包括环氧基树脂(epoxy)和胺单体。
[0201] 第三十说明性实例，其为第二十五至第二十九说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，其中，环氧基树脂包括双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂中的至少一个，并且胺单 体包括氨苯砜单体。
[0202]第三十一说明性实例，其为第二十五至第三十说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，其中，第一聚合树脂包括以下组中的至少一个：（A)双酚F基三功能的酚醛环氧树 脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；（B)双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和3,3'二氨基二苯 砜；（C)双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；（D)二环氧丙醚α，α'_二 (4_轻苯基)-ρ-二异丙苯和4，4'二(3_氛基苯氧基)二苯讽；（Ε) 1，3二(4_氛基苯氧基)_2，2 二甲基丙烷和双酚-Α的二氧化丙烯醚；（F)双酚-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)-2,2二甲基丙烷和双酚-Α的二氧化丙烯醚。
[0203]第三十二说明性实例，其为第二十五至第三十一说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，所述多个纤维包括以下各项中的至少一个:碳纤维、玻璃纤维、有机纤 维、金属纤维、或陶瓷纤维。
[0204]第三十三说明性实例，其为第二十五至第三十二说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，所述多个纤维包括以下中的至少一个:具有在从大约33msi至大约36ms i 的范围中的第一弹性模量的第一纤维、具有在从大约40msi至大约45msi的范围中的第二弹 性模量的第二纤维、或具有大于大约45msi的第三弹性模量的第三纤维。
[0205]第三十四说明性实例，其为第二十五至第三十三说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，所述多个纤维包括第一纤维和第三纤维。
[0206]第三十五说明性实例，其为第二十五至第三十四说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，所述多个纤维包括第二纤维和第三纤维。
[0207]第三十六说明性实例，其为第二十五至第三十五说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，涂覆有第一聚合树脂的所述多个纤维是被用聚合树脂基体浸渍的纤维 预制体1027。
[0208]第三十七说明性实例，其为第二十五至第三十六说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，聚合树脂基体的特性的值大于第一聚合树脂的特性的值，并且其中，所 述特性包括弹性模量、玻璃化转变温度、流体阻力、或粘性寿命。
[0209]第三十八说明性实例，其为第二十五至第三十七实施方式中任一个的纤维增强树 脂复合物，其中，纤维增强树脂复合物的特性的值大于第一聚合树脂的特性的值、并且小于 或等于聚合树脂基体的值。
[0210]第三十九实施方式，其为第二十五至第三十八说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，进一步包括畸变树脂涂层，畸变树脂涂层具有包含第一聚合树脂的第一层以及 包含第二聚合树脂的第二层，其中，第二层覆盖第一层，第一层被设置在所述多个纤维与第 二层之间，并且第二聚合树脂具有大于或等于大约0.25的第三冯米塞斯应变。
[0211]第四十说明性实例，其为第二十五至第三十九说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，其中，第三冯米塞斯应变大于第一冯米塞斯应变和第二冯米塞斯应变。
[0212] 第四十一说明性实例，其为第二十五至第四十说明性实例中任一个的纤维增强树 脂复合物，进一步包括设置在纤维与聚合树脂基体之间的分界面区域，其中，分界面区域包 括第一聚合树脂。
[0213] 第四十二说明性实例，其为一种纤维增强树脂复合物，该复合物包括:具有第一冯 米塞斯应变的聚合树脂基体;设置在聚合树脂基体中的纤维；以及包围纤维的分界面区域， 该分界面区域具有第二冯米塞斯应变，其中，第一冯米塞斯应变与第二冯米塞斯应变的比 大于或等于大约1.04。
[0214] 第四十三说明性实例，其为第四十二说明性实例的纤维增强树脂复合物，其中，分 界面区域至少由位于纤维上的第一聚合树脂涂层限定。
[0215] 第四十四说明性实例，其为第四十二和第四十三说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，第一冯米塞斯应变与第二冯米塞斯应变的比大于或等于大约1.25。
[0216] 第四十五说明性实例，其为第四十二至第四十四说明性实例中任一个的纤维增强 树脂复合物，其中，第一冯米塞斯应变与第二冯米塞斯应变的比大于或等于大约1.63。
[0217] 第四十六说明性实例，其为一种制造纤维增强树脂复合物的方法，该方法包括:将 被涂覆有第一聚合树脂的纤维嵌入于聚合树脂基体中，其中，处于固化状态中的第一聚合 树脂的第一冯米塞斯应变大于或等于大约0.25。
[0218] 第四十七说明性实例，其为第四十六说明性实例的制造纤维增强树脂复合物的方 法，进一步包括:形成涂覆有第一聚合树脂的纤维，其中，形成涂覆有第一聚合树脂的纤维 的步骤包括用第一聚合树脂涂覆纤维。
[0219] 第四十八说明性实例，其为第四十六和第四十七说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，聚合树脂基体的特性的值大于第一聚合树脂的特性的值，并 且其中，所述特性包括弹性模量、玻璃化转变温度、流体阻力，或粘性寿命。
[0220] 第四十九说明性实例，其为第四十六至第四十八说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，纤维增强树脂复合物的特性的值大于第一聚合树脂的特性 的值、并且小于或等于聚合树脂基体的值。
[0221] 第五十说明性实例，其为第四十六至第四十九说明性实例中任一个的制造纤维增 强树脂复合物的方法，其中，聚合树脂基体具有在从大约〇. 18至大约0.24的范围中的第二 冯米塞斯应变。
[0222]第五十一说明性实例，其为第四十六至第五十说明性实例中任一个的制造纤维增 强树脂复合物的方法，其中，处于固化状态中的第一聚合树脂的第一冯米塞斯应变大于或 等于大约0.30。
[0223]第五十二说明性实例，其为第四十六至第五十一说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，处于固化状态中的第一聚合树脂的第一冯米塞斯应变大于 或等于大约0.40。
[0224] 第五十三说明性实例，其为第四十六至第五十二说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，进一步包括：用具有第三冯米塞斯应变的第二聚合树脂涂覆被涂 覆有第一聚合树脂的纤维，其中，第三冯米塞斯应变大于第一冯米塞斯应变和第二冯米塞 斯应变。
[0225] 第五十四说明性实例，其为第四十六至第五十三说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，进一步包括:在纤维与聚合树脂基体之间形成畸变分界面区域。
[0226] 第五十五说明性实例，其为第四十六至第五十四说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，将涂覆有第一聚合树脂的纤维嵌入于聚合树脂基体中的步 骤包括用未固化的树脂基体材料浸渍涂覆有第一聚合树脂的纤维；以及固化第一聚合树脂 和未固化的树脂基体材料，其中，固化的步骤从未固化的树脂基体材料形成聚合树脂基体。
[0227] 第五十六说明性实例，其为第四十六至第五十五说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，固化第一聚合树脂和未固化的树脂基体材料的步骤形成畸 变分界面区域，并且其中，形成畸变分界面区域的步骤包括使第一聚合树脂与纤维、未固化 的聚合物基体材料、或聚合树脂基体中的至少一个的化学官能团反应。
[0228] 第五十七说明性实例，其为第四十六至第五十六说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，进一步包括形成纤维预制体1027,该纤维预制体包括涂覆有第一 聚合树脂的纤维，并且其中，用未固化的树脂基体材料浸渍涂覆有第一聚合树脂的纤维的 步骤包括用未固化的树脂基体材料浸渍纤维预制体1027。
[0229] 第五十八说明性实例，其为第四十六至第五十七说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，形成聚合树脂基体的步骤包括使未固化的树脂基体材料与 固化剂反应。
[0230]第五十九说明性实例，其为第四十六至第五十八说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，未固化的树脂基体材料包括双酚A环氧树脂或双酚F环氧树 脂中的至少一个，并且固化剂包括氨苯砜。
[0231] 第六十说明性实例，其为第四十六至第五十九说明性实例中任一个的制造纤维增 强树脂复合物的方法，其中，第一聚合树脂包括以下组中的至少一个：（A)双酚F基三功能的 酚醛环氧树脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；（B)双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和3,3' 二氨基二苯砜；（C)双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；（D)二环氧 丙酿α，α二(4_轻苯基)-p_二异丙苯和4,4'二(3_氨基苯氧基)二苯讽；（E) 1，3二(4_氨基 苯氧基)-2,2二甲基丙烷和双酚-A的二氧化丙烯醚；（F)双酚-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)-2,2二甲基丙烷和双酚-A的二氧化丙烯醚。
[0232] 第六十一说明性实例，其为第四十六至第六十说明性实例中任一个的制造纤维增 强树脂复合物的方法，其中，所述纤维包括以下各项中的至少一个:碳纤维、玻璃纤维、有机 纤维、金属纤维、或陶瓷纤维。
[0233] 第六十二说明性实例，其为第四十六至第六十一说明性实例中任一个的制造纤维 增强树脂复合物的方法，其中，所述纤维包括以下中的至少一个:具有在从大约33msi至大 约36ms i的范围中的第一弹性模量的第一纤维、具有在从大约40ms i至大约45ms i的范围中 的第二弹性模量的第二纤维、或具有大于大约45msi的第三弹性模量的第三纤维。
[0234] 此外，本公开包括根据如下条款的实施方式：
[0235] 1. 一种纤维增强树脂复合物，包括：
[0236] 聚合树脂基体，具有第一冯米塞斯应变;以及
[0237] 多个纤维，被涂覆有第一畸变聚合树脂，第一畸变聚合树脂具有在大约0.25至大 约0.45的范围中的第二冯米塞斯应变，并且所述多个纤维被设置在聚合树脂基体中，其中， 第二冯米塞斯应变大于第一冯米塞斯应变。
[0238] 2.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，第二冯米塞斯应变在大约0.30至 大约0.45的范围中。
[0239] 3.根据条款2所述的纤维增强树脂复合物，其中，第二冯米塞斯应变在大约0.40至 大约0.45的范围中。
[0240] 4.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，第一冯米塞斯应变在从大约0.18 至大约0.24的范围中。
[0241] 5.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，第一畸变聚合树脂包括以下组中 的至少一个：
[0242 ] (A)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和4，4 '二(3-氨基苯氧基)二苯砜；
[0243] (B)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和3,3'二氨基二苯砜；
[0244] (C)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；
[0245] (D)二环氧丙醚α，α'-二（4-羟苯基）-p_二异丙苯和4,4'二（3-氨基苯氧基）二苯 讽；
[0246] (E)双酚-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)双酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或
[0248] (G)双酚-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.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述多个纤维包括下列各项中的 至少一个:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、或陶瓷纤维。
[0250] 7.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述多个纤维包括以下中的至少 一个:具有在从大约33msi至大约36msi的范围中的第一弹性模量的低模量纤维、具有在从 大约40msi至大约45msi的范围中的第二弹性模量的中模量纤维、或具有在从大约45msi至 大约85msi的范围中的第三弹性模量的高模量纤维。
[0251] 8.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，其中，聚合树脂基体的特性的值大于第 一聚合树脂的特性的值，并且其中，所述特性包括弹性模量、玻璃化转变温度、流体阻力、或 粘性寿命中的至少一个。
[0252] 9.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，进一步包括畸变树脂涂层，该畸变树脂 涂层具有包含第一聚合树脂的第一层以及包含第二聚合树脂的第二层，其中，第二层覆盖 第一层，并且其中，第二畸变聚合树脂具有在大约〇. 25至大约0.45的范围中的第三冯米塞 斯应变。
[0253] 10.根据条款9所述的纤维增强树脂复合物，其中，其中，第三冯米塞斯应变大于第 一冯米塞斯应变和第二冯米塞斯应变。
[0254] 11.根据条款1所述的纤维增强树脂复合物，进一步包括设置在所述多个纤维与聚 合树脂基体之间的畸变分界面区域，其中，畸变分界面区域包含第一畸变聚合树脂。
[0255] 12. -种纤维增强树脂复合物，包括：
[0256] 聚合树脂基体，具有第一冯米塞斯应变；
[0257] 多个纤维，设置在聚合树脂基体中；以及
[0258] 畸变分界面区域，包围所述多个纤维，具有第二冯米塞斯应变，
[0259] 其中，第二冯米塞斯应变与第一冯米塞斯应变的比大于或等于大约1.04。
[0260] 13.根据条款12所述的纤维增强树脂复合物，其中，第二冯米塞斯应变与第一冯米 塞斯应变的比大于或等于大约1.25。
[0261 ] 14. -种制造纤维增强树脂复合物的方法，该方法包括：
[0262] 将涂覆有第一畸变聚合树脂的多个纤维嵌入于聚合树脂基体中，其中，处于固化 状态中的第一畸变聚合树脂的第一冯米塞斯应变在大约0.25至大约0.45的范围中，并且其 中，聚合树脂基体的第二冯米塞斯应变小于第一冯米塞斯应变。
[0263] 15.根据条款14所述的方法，其中，处于固化状态中的第一畸变聚合树脂的第一冯 米塞斯应变在大约〇. 30至大约0.45的范围中。
[0264] 16.根据条款14所述的方法，其中，聚合树脂基体的特性的值大于第一畸变聚合树 脂的特性的值，并且其中，特性包括弹性模量、玻璃化转变温度、流体阻力、或粘性寿命中的 至少一个。
[0265] 17.根据条款14所述的方法，进一步包括：
[0266] 用具有第三冯米塞斯应变的第二畸变聚合树脂涂覆被涂覆有第一畸变聚合树脂 的所述多个纤维，其中，第三冯米塞斯应变大于第一冯米塞斯应变和第二冯米塞斯应变。
[0267] 18.根据条款14所述的方法，进一步包括：
[0268] 在所述多个纤维与聚合树脂基体之间形成畸变分界面区域。
[0269] 19.根据条款14所述的方法，其中，将涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维嵌 入于聚合树脂基体中的步骤包括：
[0270] 用未固化的树脂基体材料浸渍被涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维；以及 [0271]固化第一畸变聚合树脂和未固化的树脂基体材料，其中，固化的步骤从未固化的 树脂基体材料形成聚合树脂基体。
[0272] 20.根据条款19所述的方法，其中，固化第一畸变聚合树脂和未固化的树脂基体材 料的步骤形成畸变分界面区域，并且其中，形成畸变分界面区域的步骤包括使第一畸变聚 合树脂与所述多个纤维、或未固化的树脂基体材料中的至少一个的化学官能团反应。
[0273] 21.根据条款19所述的方法，进一步包括：
[0274] 形成纤维预制体，纤维预制体包括涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维，并 且其中，用未固化的树脂基体材料浸渍涂覆有第一畸变聚合树脂的所述多个纤维的步骤包 括用未固化的树脂基体材料浸渍纤维预制体。
[0275] 22.根据条款19所述的方法，其中，形成聚合树脂基体的步骤包括使未固化的树脂 基体材料与固化剂反应。
[0276] 23.根据条款14所述的方法，其中，第一畸变聚合树脂包括以下组中的至少一个：
[0277] (A)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜；
[0278] (B)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和3,3'二氨基二苯砜；
[0279] (C)双酸F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯；
[0280] (D)二环氧丙醚α，α'-二（4-羟苯基）-p_二异丙苯和4,4'二（3-氨基苯氧基）二苯 讽；
[0281] (E)双酚-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)双酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或
[0283] (G)双酚-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] 对不同的说明性实施方式的描述已被提供以用于说明和描述的目的，并且不旨在 是穷举性的或被限制于所公开的形式的实施方式。对于本领域技术人员来说，多种修改和 改变将是显而易见的。此外，与其它有利的实施方式相比，不同的说明性实施方式可提供不 同的特征。所选择的实施方式被选择和描述，以便最佳地解释实施方式的原理、实际应用， 并且以便使得本领域技术人员能够理解对于各种实施方式的公开、且进行如适于所预期的 特别用途的各种修改。
【主权项】
1. 一种纤维增强树脂复合物（1020)，包括： 聚合树脂基体（1022)，具有第一冯米塞斯应变；以及 多个纤维（1024)，涂覆有第一畸变聚合树脂（1029)，所述第一畸变聚合树脂具有在大 约0.25至大约0.45的范围中的第二冯米塞斯应变，并且所述多个纤维被设置在所述聚合树 脂基体中，其中，所述第二冯米塞斯应变大于所述第一冯米塞斯应变。2. 根据权利要求1所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述第二冯米塞斯应变在大约 0.30到大约0.45的范围中，并且其中，所述第一冯米塞斯应变在从大约0.18至大约0.24的 范围中。3. 根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述第一畸变聚合 树脂包括以下组中的至少一个： (A) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (B) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和3，3 '二氨基二苯砜； (C) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯； (D) 二环氧丙醚α，α'_二(4-羟苯基)-p_二异丙苯和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (E) 双酚-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) 双酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或 (G) 双酚-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. 根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述多个纤维包括 下列中的至少一个:碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、或陶瓷纤维，并且其中，所述多 个纤维包括以下中的至少一个:具有在从大约33msi至大约36msi的范围中的第一弹性模量 的低模量纤维（1050)、具有在从大约40msi至大约45msi的范围中的第二弹性模量的中模量 纤维（1052)、或具有在从大约45msi至大约85msi的范围中的第三弹性模量的高模量纤维 (1054)。5. 根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强树脂复合物，其中，所述聚合树脂基体 的特性的值大于所述第一畸变聚合树脂的特性的值，并且其中，该特性包括弹性模量、玻璃 化转变温度、流体阻力、或粘性寿命中的至少一个。6. 根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强树脂复合物，所述纤维增强树脂复合物 进一步包括畸变树脂涂层（1030)，所述畸变树脂涂层具有包含所述第一畸变聚合树脂的第 一层（1037)并具有包含第二畸变聚合树脂（1031)的第二层（1039)，其中，所述第二层覆盖 所述第一层，并且其中，所述第二畸变聚合树脂具有在大约〇. 25至大约0.45的范围中的第 三冯米塞斯应变，其中，所述第三冯米塞斯应变大于所述第一冯米塞斯应变和所述第二冯 米塞斯应变。7. 根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强树脂复合物，所述纤维增强树脂复合物 进一步包括设置在所述多个纤维与所述聚合树脂基体之间的畸变分界面区域（1028)，其 中，所述畸变分界面区域包含所述第一畸变聚合树脂。8. -种制造纤维增强树脂复合物（1020)的方法，所述方法包括： 将涂覆有第一畸变聚合树脂（1029)的多个纤维（1024)嵌入（1140)于聚合树脂基体 (1022)中，其中，处于固化状态中的所述第一畸变聚合树脂的第一冯米塞斯应变在大约 0.25至大约0.45的范围中，并且其中，所述聚合树脂基体的第二冯米塞斯应变小于所述第 一冯米塞斯应变。9. 根据权利要求8所述的方法，其中，处于固化状态中的所述第一畸变聚合树脂的所述 第一冯米塞斯应变在大约0.30至大约0.45的范围中。10. 根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，所述聚合树脂基体的特性的值大于 所述第一畸变聚合树脂的特性的值，并且其中，该特性包括弹性模量、玻璃化转变温度、流 体阻力、或粘性寿命中的至少一个。11. 根据权利要求8至10中任一项所述的方法，所述方法进一步包括： 用具有第三冯米塞斯应变的第二畸变聚合树脂（1031)对涂覆有所述第一畸变聚合树 脂的所述多个纤维进行涂覆，其中，所述第三冯米塞斯应变大于所述第一冯米塞斯应变和 所述第二冯米塞斯应变。12. 根据权利要求8至11中任一项所述的方法，所述方法进一步包括： 在所述多个纤维与所述聚合树脂基体之间形成（1170)畸变分界面区域(1028)。13. 根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，将涂覆有所述第一畸变聚合树脂 的所述多个纤维嵌入于所述聚合树脂基体中的步骤包括： 用未固化的树脂基体材料浸渍（1150)涂覆有所述第一畸变聚合树脂的所述多个纤维； 以及 固化（1160)所述第一畸变聚合树脂和所述未固化的树脂基体材料，其中，固化所述第 一畸变聚合树脂和所述未固化的树脂基体材料的步骤形成畸变分界面区域，并且其中，形 成所述畸变分界面区域的步骤包括使所述第一畸变聚合树脂与所述多个纤维或所述未固 化的树脂基体材料中的至少一个的化学官能团反应，其中，固化的步骤从所述未固化的树 脂基体材料形成所述聚合树脂基体，其中，形成所述聚合树脂基体的步骤包括使所述未固 化的树脂基体材料与固化剂反应。14. 根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括： 形成纤维预制体（1027)，所述纤维预制体包括涂覆有所述第一畸变聚合树脂的所述多 个纤维，并且其中，用所述未固化的树脂基体材料浸渍涂覆有所述第一畸变聚合树脂的所 述多个纤维的步骤包括用所述未固化的树脂基体材料浸渍所述纤维预制体。15. 根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中，所述第一畸变聚合树脂包括以下 组中的至少一个： (A) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (B) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和3，3 '二氨基二苯砜； (C) 双酚F基三功能的酚醛环氧树脂和1，3二(3-氨基苯氧基)苯； (D) 二环氧丙醚α，α'_二(4-羟苯基)-p_二异丙苯和4,4'二(3-氨基苯氧基)二苯砜； (E) 双酚-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) 双酚-A的二氧化丙烯醚和3，3 '二氨基二苯砜;或 (G) 双酚-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。
【文档编号】C08K9/04GK105980476SQ201480074848
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年10月22日
【发明人】特伦斯·李·施奈德, 斯蒂芬·克里斯坦森, 乔纳森·亨利·戈斯
【申请人】波音公司