摘 要：文章介绍了国内外几种典型的真空辅助材料，如真空袋膜、隔离膜、透气毡、脱模布等，并对真空辅助材料国产化发展趋势进行了预测。

关键词：真空辅助材料；复合材料；发展趋势

1 概述

复合材料作为一种新兴材料，在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛的应用。随着复合材料的应用范围日益扩大，复合材料制件对其成型结构复杂性和精度的要求越来越高。随着复合材料制件成型的真空袋压成型和液体成型（VARI成型）等工艺的日益成熟，对成型过程中的真空辅助材料的性能和适用性提出了更高的要求。所谓真空辅助材料是指复合材料成型过程中必不可少的一类辅助材料的总称，主要包括真空袋薄膜、隔离膜、透气毡、密封胶带、压敏胶带、脱模布和导流网等材料[1]。

2 真空辅助材料国内外发展情况

2.1 国外真空辅助材料发展情况

国外真空辅助材料从20世纪50年代开始起步，美国以RICHMOND公司为代表，首先发明复合材料成型的真空袋压工艺，并逐渐应用于一些高性能复合材料产品的制造。随着复合材料真空袋成型工艺的发展，需要一种既耐温又密封的材料，用以满足真空袋成型工艺的要求，为了解决这一问题，RICHMOND公司通过研发，于1960年成功研制出Vac-Pak 系列的尼龙材质真空袋膜，解决了这一问题。尼龙材质真空袋膜比以往其他材质的耐温性有了大大的提高，且其拉伸强度和延伸性能都十分理想，迅速成为真空袋压成型最理想的真空袋材料。自上世纪60年代起，美国AIRTECH和Cytech公司在真空袋辅助材料领域不断提升产品性能，使得真空袋辅助材料的耐温性从200℃级提高到400℃级，到目前为止，已经可以满足包含环氧树脂、双面树脂以及聚酰亚胺树脂固化成型的要求。

2.2 国内真空辅助材料发展概况

上世纪80年代国内的航空航天领域相关的研究所开始研究真空袋压成型工艺，但所需真空辅助材料均依赖进口；同时由于需求量有限，国内没有相应企业研发此类产品。

国内从上世纪90年代开始启动真空袋辅助材料的研发和生产。江苏淮安鎏金最先在国内生产出尼龙材质系列的真空袋膜；北京航空材料研究院研发出一定耐温性能的国产密封胶带。2001年随着中国的风电市场的发展，国内开始采用真空袋压成型工艺批量生产复合材料玻璃钢叶片，真空辅助材料在国内的需求不断扩大，促进了真空袋辅助材料在国内的发展。随后的10多年时间，国内真空辅助材料企业开始从低温转型研发生产中、高温度的真空辅助材料。经过最近几年的快速发展，部分企业的产品已实现多种真空辅助材料的批量化生产，并可替代进口材料。但部分航空航天用的辅助材料还仍旧依赖Airtech和Cytech等进口产品。

3 真空辅助材料应用介绍

3.1 液体成型（VARI成型）

液体成型相比传统手糊工艺，具有成型快、质量稳定、产品孔隙率低和环保等特点，应用于制备尺寸大、外型简单的产品，如玻璃钢游艇和风电叶片等。液体成型（VARI）工艺示意图如图1所示。

液体成型（VARI）工艺需要用到的真空辅助材料有真空袋薄膜、隔离膜、脱模布、密封胶带、导流网和管路接头等，考虑到产品外形尺寸及经济性等因素，目前液体成型主要通过模具加热进行固化成型，大部分产品都不需要进热压罐或烘箱固化。因此该工艺条件下的真空辅助材料的最高使用温度一般不超过120℃。

3.2 真空袋压成型

真空袋压成型技术是最先开始应用于复合材料构件成型的一种技术。真空袋压成型具有易操作、经济性好和制品质量好等特点，并随着与其相配套的真空辅助材料质量性能的不断完善，该法逐渐成为高性能复合材料制备成型的一种主流工艺技术，被广泛应用于航空航天领域。图2是真空袋压成型的示意图。

真空袋压成型需要用到的真空辅助材料有真空袋薄膜、隔离膜、脱模布、密封胶带、透气毡和压敏胶带等材料。真空袋压成型过程需要在烘箱或热压罐中进行，在1-2个大气压力条件下，产品固化温度从120℃到210℃不等，有些聚酰亚胺类复合材料固化温度甚至要达到400℃。因此对这类真空辅助材料的要求也相应提高。

4 典型的真空辅助材料性能对比

4.1 真空袋薄膜

真空袋薄膜是复合材料真空袋压成型过程中用于抽真空的一种密封薄膜，这种薄膜材料具有透明、延伸性好、耐高温、强度高等特点。从材质上划分有聚酯、聚酯与尼龙混合、尼龙6或尼龙66、聚酰亚胺等材质，随着材质的不同，真空袋薄膜的耐温性从80℃到400℃不等。其中尼龙材质的真空袋薄膜因其优异的耐温和高强度性能早已被广泛的应用于环氧基和双马基复合材料成型固化过程中。真空袋薄膜通常一次性使用，不适合二次或多次抽真空使用。表1为几种典型的真空袋膜材料。

4.2 隔离膜

隔离膜是复合材料真空袋压成型过程中用于隔离或脱模的一种薄膜材料，这种薄膜材料具有透明、耐高温等特点。从材质上划分有聚酯、ETFE与FEP、聚酰亚胺等材质，随着材质的不同，分隔薄膜的耐温性从120℃到400℃不等。隔离膜与环氧、双马等树脂具有天然的不亲和性，树脂固化成型后隔离膜可轻松从固化后的制品表面剥离下来，在航空航天复合材料成型过程中用的主要采用ETFE和FEP材质的隔离膜。表2是几种典型的隔离膜材料。

4.3 透气毡

透气毡是一种用于导气和透气的材料。透气毡从材质上划分主要有聚酯、尼龙两种材质，耐温性分别是205℃和230℃。透气毡主要考征其导气性能，可采用测试透气量指标来进行表征。透气毡随着制件的成型过程经过高温高压后，其透气量大小会影响制品的孔隙率和表面质量。若性能较低，极易形成局部假真空导致产品缺陷。表3中是几种典型的透气毡材料。

4.4 脱模布

脱模布是用于铺贴与复合材料预浸料表面的一种纤维织物。典型的脱模布从表面覆盖物质的种类方面可分两大类，一类是织物表面无任何添加剂或脱模剂成分的脱模布，另外一类是织物表面经过特殊处理后具有更优良脱模效果的脱模布。从纤维织物类型方面也可分为尼龙66和玻璃纤维材质等，这些材质脱模布与多数树脂具有天然的不亲和性，易于直接脱模。脱模布是所有辅助材料中最先被国产化的一类产品[2]。表4中是几种典型的国产脱模布。

5 真空辅助材料国产化发展趋势预测

随着国内复合材料的蓬勃发展，国产真空辅助材料在许多民用工业领域已被广泛应用，但在航空航天等高性能复合材料领域的应用还有待发展。国内航空航天领域的真空辅助材料目前仍依赖国外进口，主要原因在于辅助材料成本占比低、国产化起步晚。随着国产真空辅助材料质量稳定性的不断提高，国产真空辅助材料在航空航天等高性能复合材料领域的应用将会快速增长，并最终将实现真空辅助材料的完全国产化。

真空袋辅助材料未来的发展趋势预测：（1）在以真空灌注工艺为主的民用市场，随着用量的持续增长以及市场的充分竞争，低成本和个性化定制将会是未来发展的主要趋势；（2）在航空航天市场，质量稳定性始终是最核心的问题，在质量稳定的前提下，国产真空辅助材料将着重发展材料智能化、耐高温和耐超高温等方面的性能。

参考文献

[1]王世政.成型工艺中所用的辅助材料[J].玻璃钢/复合材料，2001（4）：33-38.

[2]台元月，邱启艳.提高胶粘剂质量一致性检验准确率的相关研究[J].航空制造技术，2014（15）：25.