熱塑性碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料的6種浸漬方式
熱塑性碳纖維復(fù)合材料作為未來復(fù)合材料的發(fā)展趨勢,是目前國內(nèi)外科學(xué)家一直在探索的領(lǐng)域。連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)是現(xiàn)階段熱固性碳纖維復(fù)合材料的延伸和升級,制成難度較熱固更大。通過不斷的構(gòu)想和實(shí)驗(yàn),已經(jīng)總結(jié)出了6種熱塑性碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料的浸漬方式,各有優(yōu)點(diǎn)。
1、溶液法(Solution Impregnation Technique)
將樹脂基材溶于特定溶劑中制備樹脂溶液,再將碳纖維絲束浸入溶液中,再利用方法將溶劑去除,留下浸漬后的碳纖維復(fù)合材料。本方法中基材黏度較低,浸漬效果較好,但溶劑的選擇和回收的難度較大,同時(shí)還要考慮到溶劑可能對人身安全帶來的傷害。
2、熔融法(Melt Impregnation Technique)
熔與溶不僅是偏旁部首不同,制備過程也完全不一樣。通過高溫使樹脂基材熔融,涂布于離型紙上,再通過壓輥將樹脂基材與碳纖維絲束混合,是較好的一種浸漬方法。不過本方法的能耗較高,生產(chǎn)成本較大,還要考慮樹脂基材的成膜性和高溫流動(dòng)性。
3、薄膜層迭法(Film Stacking Technique)
將樹脂薄膜與碳纖維絲束規(guī)則層壓后,再熱壓浸漬,是熔融法的升級款,加工溫度相對熔融法稍低,但混合時(shí)間更長,對薄膜制作和層迭含浸的要求很高。
4、粉末法(Powder Impregnation Technique)
通過物理方式(研磨)和化學(xué)方式(合成),將樹脂基材制成粉末狀,再通過溶劑、流體化床、靜電等方式,將粉末與碳纖維絲束混合后加熱含浸。需要注意的是對粉體粒徑、批覆均勻性進(jìn)行控制,還要注意粉體與靜電可能帶來的危害。
5、纖維混編法(Fiber Commingled Technique)
將碳纖維絲束與熱塑性樹脂基材透過混編、混紗、繞股等方式均勻分散,制成特殊的混合纖維束,再經(jīng)過編織成所需織物后加熱加壓成型。本方法的難點(diǎn)在于碳纖維絲束在制備過程中容易受損,影響整體性能。
6、聚合法(In-situ polymerization)
利用熱塑性高分子之單體或寡聚合物(oligomer),被覆在碳纖維絲束上,在將此單體或寡聚合物聚合成所要之高分子基材。,本方法的難點(diǎn)在于不容易控制反應(yīng)過程,制成時(shí)間也比較長。