本发明涉及复合材料制造领域，具体涉及一种树脂基复合材料及制备方法，尤其涉及一种改善层间性能的树脂基复合材料及制备方法。
背景技术：
树脂基复合材料一直是航天、航空、兵器等军事领域热衷的材料之一，也是活跃在高端武器及高端产品领域的核心材料。通常提起树脂基复合材料的优点首先要称其具有优异的力学可设计性，高的比强度等等，这些都是因为复合材料增强项具有各向异性，可根据设计要求改变承载的方向和部位，从而改变了传递载荷的路径和破坏模式。
该材料一般的制备过程是层状铺放即增强项层层叠加组合成一个预制体，承担部件的主要载荷，通过树脂将各增强项层组组合在一起，形成一个可实现预想功能的部件。不过增强项层与层的组合也出现了一个明显的界面，即层间；当受到外力作用时，特别是布层法向方向的作用力时脆弱的层间容易出现层间分层损伤，迅速的降低了材料的承载效果，缩短了材料的使用寿命；这成为树脂基复合材料的致命缺点。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种树脂基复合材料及制备方法，本发明的方法基于原有液态成型工艺，进一步改善了树脂基复合材料的层间性能，提高复合材料的阻抗能力。
本发明的技术解决方案：
一方面，本发明提出一种树脂基复合材料的制备方法，通过以下步骤实现：
步骤1、将至少一种磁致或电致组分分散到树脂基体内，搅拌、混合均匀，得到混合树脂；
步骤2、通过液态灌注将所述的混合树脂充分浸渍纤维预制件，浸渍完全后，放置到磁或电环境下，令磁或电的施加力的方向沿着纤维布层的法向；
此步骤中，本领域公知纤维预制体是由纤维布层层叠而成，即该步骤令施加力的方向与组成纤维预制体布层的法向一致，且依据施加力的方向，磁致或电致组分进行定向排列；
步骤3、在保持磁或电的施加力的基础上，升温，使得磁或电致组分保持一定方向排列并聚合，然后保温一定时间；
此步骤中，所述的升温温度要达到磁或电致组分能够进行聚合反应的温度，但不能超过树脂基体的固化温度，目的在于，要保证在树脂基体固化之前，磁或电致组分能够充分进行聚合反应；
步骤4、在保持磁或电的施加力的基础上，继续升温，使树脂基体固化；
步骤5、降温、脱模。
进一步地，所述的磁致或电致组分为磁或电的单体分子或低聚物，其具有两个官能团，可以通过均聚、交替聚合形成线状分子，具体的，所述的磁致或电致组分为磁致或电致液晶分子，且电致或磁致分子是分布在液相的树脂基体中，在外力作用下发生定向排列，当分子头-头，头-尾进行定向聚合后，即定向组成一簇一簇的，形成分子链簇；
进一步地，磁致或电致组分发生聚合的温度不高于树脂基体的固化温度；
进一步地，磁致或电致组分添加比例为树脂基体的10～60％，优选为20～40％，本发明中磁致或电致组分添加比例处于上述限定范围，原因在于：如果磁致或电致组分添加比例过少，则导致生成的分子链簇少，进而在复合材料层间起不到作用；如果磁致或电致组分添加比例过多，则过多的该组分将会导致复合材料的力学性能下降；
进一步的，所述混合树脂在步骤2中进行灌注时，其粘度不高于1pa·s；
进一步的，所述的树脂基体种类不做限定，选取制备树脂基复合材料时常用的树脂种类即可，例如可以为热固性树脂。
另一方面，本发明还提供一种树脂基复合材料，所述复合材料以树脂为基体，以纤维布为增强材料，且所述纤维布层中贯穿有一系列具有相同取向的分子链簇，所述的分子链簇的引入方式为：将磁或电致组分混合到树脂基体中，并将该树脂基体对所述的纤维布层进行液态灌注，最后利用外在的磁或电的控制促使磁或电致组分定向排布并聚合即得所述的分子链簇。
本发明的设计思路在于：
本发明是将带有磁或电致移动、转动的分子组分混合到树脂基体里，通过液态灌注将树脂基体充分浸渍纤维预制件；利用外在的磁或电的控制促使分子规则排布并聚合，形成一种贯穿于增强项纤维布层与层之间的规则排列的分子链簇，最后固化到树脂材料内，从而提高层间强度和阻抗，改善层间性能。该方法遵循将基体改变为各向异性结构的思想，并作为一种改良的路径；
本发明的复合材料结构是在微观上用特种功能分子组成分子链簇像“捆扎线”一样将多个增强项层连接，不仅改善层与层之间的强度，提高抗分层能力；还能提高韧性，将面外载荷均衡传递。
本发明相对于现有技术的有益效果：
本发明将细观的层间韧性问题通过微观分子排布得以改善，分子链可以贯穿于纤维布层，改变原有分子无规分布、排列不可控的状况，进而提高了复合材料的抗损伤能力，延长了材料的使用寿命；同时该发明也将提高层间的强度，有效的克服复合材料受到低能量冲击导致的多个界面层脱开的现象，拓宽复合材料的使用范围和使用条件，同时为树脂基复合材料尤其是高厚度材料在航天航空、兵器等领域的应用提供广阔的发展前景。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明制备复合材料时的成型示意图；
图3为本发明复合材料中分子簇排列示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施方式进一步阐明本发明的实质性特点和显著进步，但本发明的内容不仅仅只局限于下面的实施例。
实施例1
环氧基碳纤维复合材料制件的制备；
参见图1，图1为制备方法的流程图，方法包括：
1、材料的选择：磁致组分为具有磁性能的棒状液晶分子低聚物，每个分子含有两个官能团，固化温度为120℃；树脂基体为环氧树脂，固化温度为180℃；
2、添加比例：棒状液晶分子低聚物的添加量占环氧树脂的20％；
3、混合：利用搅拌器搅拌，将磁致组分棒状液晶分子低聚物和环氧树脂充分混合；
4、液态成型灌注：使用硬模将预制的预成型制件浸润树脂，即进行树脂灌注，浸润完全后，放置到磁环境下，让磁的施加力的方向沿着纤维布层的法向；且树脂在进行灌注时，其粘度为500mpa·s，具体成型可见图2；
5、在保持磁的施加力的基础上，升温至120℃，并保温30min，形成一系列贯穿于纤维布层的具有相同取向的分子链簇，参见图3；
6、在保持磁的施加力的基础上，继续升温至180℃，并保温2h；
7、将产品冷却至室温，脱模。
效果：经测量材料的cai值提高了20％以上，表明层间韧性得到有效的提高。
实施例2
环氧基碳纤维复合材料制件的制备；
参见图1，图1为制备方法的流程图，方法包括：
1、材料的选择：电致组分为具有电致性能的棒状液晶分子低聚物，每个分子含有两个官能团，固化温度为100℃；树脂基体为环氧树脂，固化温度为130℃；
2、添加比例：棒状液晶分子低聚物的添加量占环氧树脂的30％；
3、混合：利用搅拌器搅拌，将电致组分棒状液晶分子低聚物和环氧树脂充分混合；
4、液态成型灌注：使用硬模将预制的预成型制件浸润树脂，即进行树脂灌注，浸润完全后，放置到电环境下，让电的施加力的方向沿着纤维布层的法向；且树脂在进行灌注时，其粘度为200mpa·s，具体成型可见图2；
5、在保持电的施加力的基础上，升温至100℃，并保温50min，形成一系列贯穿于纤维布层的具有相同取向的分子链簇，参见图3；
6、在保持电的施加力的基础上，继续升温至130℃，并保温2h；
7、将产品冷却至室温，脱模。
效果：经测量材料的cai值提高了40％以上，层间韧性得到改善。
上述是结合实施例对本发明作详细说明，但是本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何在本发明专利核心指导思想下所作的改变、替换、组合简化等都包含在本发明专利的保护范围之内。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知的技术。