連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（cfrt）是一種聚合物基復(fù)合材料，它有熱塑性樹(shù)脂基體和連續(xù)增強(qiáng)纖維以及一些助劑組成，樹(shù)脂均勻分布在纖維之間，形成連續(xù)相，以固定纖維的空間位置，并在材料內(nèi)部傳遞載荷。大部分熱塑性樹(shù)脂如PP、PE、PPS、PEEK等都可作為CFRTP的基體，碳纖維、玻璃纖維等可作為連續(xù)纖維。自CFRTP開(kāi)發(fā)以來(lái)，在化工、航天、汽車等領(lǐng)域都得到應(yīng)用，我國(guó)從80年代后期開(kāi)始發(fā)展CFRTP制品的研究工作，但于發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在較大差距。
一般情況下，熱塑性塑料基復(fù)合材料制件的生產(chǎn)需要經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程：一是預(yù)浸料的制備，二就是之間的成型。由于熱塑性樹(shù)脂的熔體粘度一般都超過(guò)100N·S/m2，很難使增強(qiáng)纖維獲得良好浸漬，因此，制備連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料的關(guān)鍵技術(shù)是解決熱塑性樹(shù)脂對(duì)連接纖維的的浸漬問(wèn)題。為此，各國(guó)科學(xué)家進(jìn)行了大量研究，目前使用較多的熔體浸漬、溶液浸漬、懸浮浸漬和粉末浸漬制備技術(shù)。
1、熔體浸漬制備技術(shù)
熔體浸漬是將熱塑性樹(shù)脂加熱熔融后來(lái)浸漬纖維的一種制備技術(shù)。早在1972年，美國(guó)的PPG公司就采用這一技術(shù)生產(chǎn)連續(xù)玻璃纖維氈增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。目前這一技術(shù)已成功地用于連續(xù)玻纖氈增強(qiáng)PP、PET、PBT及PC等熱塑性復(fù)合材料中，然而這種生產(chǎn)方法技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備投入也較大。
熔體浸漬也可采用拉擠技術(shù)，即采用一種特殊結(jié)構(gòu)的拉擠模頭，使纖維束經(jīng)過(guò)這一充滿高壓熔體的模頭時(shí)，反復(fù)多次承受交替的變化，促使纖維和熔體強(qiáng)制性的浸漬，達(dá)到理想的浸漬效果，但這一方法只能用于生產(chǎn)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)顆粒而非片材。
2、溶液浸漬制備技術(shù)
溶液浸漬之制備技術(shù)是將數(shù)值榮譽(yù)合適的容積，使其粘度下降到一定水平，然后采用熱固性樹(shù)脂浸漬時(shí)所使用的工藝來(lái)浸潤(rùn)纖維，最后通過(guò)加熱使溶劑除去。這種制備技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單，但存在的問(wèn)題是溶劑必須完全除去，因?yàn)闃O少的殘余溶劑都有可能導(dǎo)致制品耐溶劑的下降，此外在去除溶劑的過(guò)程中還存在物理分層，溶劑沿樹(shù)脂纖維界面滲透以及溶劑可能聚集在纖維表面的小孔和空隙內(nèi)，造成樹(shù)脂與纖維界面不好。盡管如此，目前一些采用其他制備技術(shù)不易浸漬的高性能樹(shù)脂復(fù)合材料的制備大度任然采用這一浸漬技術(shù)。
3、懸浮浸漬制備技術(shù)
懸浮浸漬制備技術(shù)是法國(guó)造紙公司Arjomari和英國(guó)Wiggins Teape公司開(kāi)發(fā)的，其工藝與造紙工藝相似。Arjomari公司將短切長(zhǎng)度在6—25mm的玻璃纖維、樹(shù)脂粉末和乳化劑一起分散在水中，成為水懸浮液，然后加入絮凝劑，使它們凝聚在液壓成型機(jī)的濾網(wǎng)上使凝聚物與水分離，所得氈狀凝聚物進(jìn)行熱壓，使之熔化成片。
懸浮浸漬技術(shù)生產(chǎn)的預(yù)浸片材中，玻纖分布均勻，成型加工時(shí)預(yù)浸料流動(dòng)性好，適合制作復(fù)雜幾何形狀和薄壁結(jié)構(gòu)制品，但于熔體盡責(zé)制備方法一樣，存在技術(shù)難度高，設(shè)備投入大的缺點(diǎn)。目前僅國(guó)外少數(shù)大公司使用該技術(shù)生產(chǎn)。
4、粉末浸漬制備技術(shù)
粉末浸漬制備技術(shù)是在流化床中通過(guò)靜電作用將數(shù)值細(xì)粉吸附于纖維束中纖維單絲的表面，然后加熱使粉末熔結(jié)在纖維表面，最后在成型過(guò)程中使用纖維得以浸潤(rùn)。適合于這種技術(shù)的樹(shù)脂細(xì)度以5—10μm為宜，因?yàn)榉勰┲睆脚c纖維直徑相近時(shí)，可以去的較佳的浸潤(rùn)效果。粉末浸漬技術(shù)的不足之處是浸潤(rùn)盡在成型加工過(guò)程中才能完成，且浸潤(rùn)所需時(shí)間、壓力、溫度均依賴于粉末直徑的大小與分布狀況。
掃一掃 瀏覽手機(jī)版
