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接连纤维增强热塑性复合资料预浸料的制备工艺 复材聚集复合资料

接连纤维增强热塑性复合资料(Continuous Fiber Reinforced Thermo...

时间: 2023-04-14 19:40:58    作者: ayx爱游戏app

产品特点

  接连纤维增强热塑性复合资料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic composites,简称CFRT)是指以热塑性树脂为基体,接连性纤维为增强资料,经过树脂熔融浸渍、揉捏等工构成的轻质、高强度、高刚性、高韧性、可回收的新式热塑性复合资料。

  由CFRTP制成的薄膜和片材能够以多变的办法组合,从而为规划师供给了更多规划自由度 图片:Covestro AG

  接连纤维增强热塑性复合资料功能优异,在交通运输,航空航天和国防,工业和体育用品方面具有宽广的运用远景。

  预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍接连纤维或织物,制成树脂基体与增强体的组合物,是制作复合资料的中心资料。预浸料的某些性质直接带入复合资料中,是复合资料的根底。复合资料的功能在很大程度上取决于预浸料的功能。

  与热固性树脂基复合资料比较,接连纤维增强热塑性复合资料的浸渍更杂乱,因为热塑性树脂的熔体黏度大,一般都超越100Pa·s,熔体活动困难,使得增强纤维很难取得杰出浸渍,因而处理热塑树脂对接连增强纤维的浸渍问题成为制备CFRTP片材的关键技能。

  接连纤维增强热塑性复合资料的浸渍办法首要有溶液浸渍法、熔体浸渍法、粉末浸渍法、浆状树脂堆积法、混编法、薄膜叠层法及反响浸渍等。

  溶液浸渍是将树脂溶于适宜的溶剂,使其黏度下降到必定水平,然后选用热固性树脂浸渍时所运用的工艺来滋润纤维,最终经过加热除掉溶剂。

  尽管如此,现在一些选用其他制备技能不易浸渍的高功能树脂复合资料的制备大多仍选用溶液浸渍法。

  熔体浸渍是将热塑性树脂加热熔融后来浸渍纤维的一种制备技能。能够经过两种办法完成:

  一种是熔体挤出浸渍,即使用揉捏器将熔体喂入到纤维经过的模具中。影响熔体挤出浸渍工艺的要素首要是熔体聚合物穿透纤维层的速度,这取决于增强资料的结构。

  另一种是熔体拉挤浸渍,选用一种特别结构的拉挤模头,让均匀涣散、预加张力的接连纤维束经过一连串轮系间活动着熔融态的基体树脂的滚轮体系,重复屡次接受替换的改变使纤维和熔体强制性的浸渍,到达抱负的浸渍作用。可是这种办法只能用于出产长纤维增强颗粒(长度一般为6~10mm)而非片材。

  以上两种办法,施加在纤维上的压力很大,会导致纤维损害。而熔体浸渍法的首要长处是不需要任何溶剂。

  粉末浸渍法是在硫化床中,经过静电作用将树脂细粉吸附在纤维单丝的外表,然后加热使粉末熔结,最终在成型进程中使纤维得以滋润。因为在干态下进行浸渍,因而加工进程不受基体黏性的约束,高相对分子质量的聚合体可散布到纤维中。

  能够吸附在纤维上的聚合物颗粒直径在5~25μm范围内,树脂粉末直径以5~10μm为宜。

  浆状树脂堆积法是法国造纸公司Arjomari和英国Wiggins Teape公司开发的,其工艺与造纸工艺类似。Arjomari公司将短切长度在6—25mm的玻璃纤维、树脂粉末和乳化剂一同涣散在水中,成为水悬浮液,然后参加絮凝剂,使其凝集在液压成型机的滤网上,使凝集物与水别离,热压成毡状凝集物,熔化成片。

  浆状树脂堆积法的长处,纤维涣散性好、破损小,受热少,出产效率高;缺陷是技能难度大、设备本钱高。

  混编法是将纺成纤维或薄膜带的热塑性树脂与增强纤维按必定份额严密地兼并制成混合砂,再经过一个高温密封浸渍区,将树脂纤维熔成基体。

  用一般的编织工艺就能够很容易地将混合纤维制成织物,混合越均匀,固化时所需的压力越小,混合的抱负状况是每一根增强纤维都与基体纤维相邻,可是因为增强纤维与基体纤维的物理功能差异较大,实际上这是很难以完成的。

  混编法具有杰出的加工功能,树脂含量易于控制,纤维能得到充沛的滋润,混合纱能够织成各种杂乱形状,包含三维结构,也能够直接环绕,制得功能优秀的复合资料。

  薄膜层叠法是纤维增强资料层和热塑性资料片叠加,加热加压使聚合物流入增强资料之间,然后固化。

  薄膜层叠法施加的压力要足够大,使熔体既能进入纤维层之间,又不至于在增强层之间呈现活动,典型压力值小于2MPa。冷却之后的复合物应该没有孔洞,真空辅佐施压能够确保片材无孔。这种办法广泛运用于成型外表形状杂乱的片材。

  反响浸渍法是使用单体或预聚体初始分子量小, 熔体黏度低、 活动性好可充沛滋润纤维的特色,经过原位聚合制备接连纤维增强热塑性树脂基复合资料。

  但这种工艺条件比较严苛、反响不易控制,没有完成工业化。回来搜狐,检查更多

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