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栏目:塑料原料 发布时间:2019-06-08 08:24

  连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)是一种聚合物基复合材料,它有热塑性树脂基体和连续增强纤维以及一些助剂组成,树脂均匀分布在纤维之间,形成连续相,以固定纤维的空间位置,并在材料内部传递载荷。大部分热塑性树脂如PP、PE、PPS、PEEK等都可作为CFRTP的基体,碳纤维、玻璃纤维等可作为连续纤维。自CFRTP开发以来,在化工、航天、汽车等领域都得到应用,我国从80年代后期开始发展CFRTP制品的研究工作,但于发达国家相比,还存在较大差距。

  一般情况下,热塑性塑料基复合材料制件的生产需要经历两个过程:一是预浸料的制备,二就是之间的成型。由于热塑性树脂的熔体粘度一般都超过100N·S/m2,很难使增强纤维获得良好浸渍,因此,制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的关键技术是解决热塑性树脂对连接纤维的的浸渍问题。为此,各国科学家进行了大量研究,目前使用较多的熔体浸渍、溶液浸渍、悬浮浸渍和粉末浸渍制备技术。

  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术。早在1972年,美国的PPG公司就采用这一技术生产连续玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料。目前这一技术已成功地用于连续玻纤毡增强PP、PET、PBT及PC等热塑性复合材料中,然而这种生产方法技术复杂,设备投入也较大。

  熔体浸渍也可采用拉挤技术,即采用一种特殊结构的拉挤模头,使纤维束经过这一充满高压熔体的模头时,反复多次承受交替的变化,促使纤维和熔体强制性的浸渍,达到理想的浸渍效果,但这一方法只能用于生产长纤维增强颗粒而非片材。

  溶液浸渍之制备技术是将数值荣誉合适的容积,使其粘度下降到一定水平,然后采用热固性树脂浸渍时所使用的工艺来浸润纤维,最后通过加热使溶剂除去。这种制备技术工艺简单、设备简单,但存在的问题是溶剂必须完全除去,因为极少的残余溶剂都有可能导致制品耐溶剂的下降,此外在去除溶剂的过程中还存在物理分层,溶剂沿树脂纤维界面渗透以及溶剂可能聚集在纤维表面的小孔和空隙内,造成树脂与纤维界面不好。尽管如此,目前一些采用其他制备技术不易浸渍的高性能树脂复合材料的制备大度任然采用这一浸渍技术。

  悬浮浸渍制备技术是法国造纸公司Arjomari和英国Wiggins Teape公司开发的,其工艺与造纸工艺相似。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起分散在水中,成为水悬浮液,然后加入絮凝剂,使它们凝聚在液压成型机的滤网上使凝聚物与水分离,所得毡状凝聚物进行热压,使之熔化成片。

  悬浮浸渍技术生产的预浸片材中,玻纤分布均匀,成型加工时预浸料流动性好,适合制作复杂几何形状和薄壁结构制品,但于熔体尽责制备方法一样,存在技术难度高,设备投入大的缺点。目前仅国外少数大公司使用该技术生产。

  粉末浸渍制备技术是在流化床中通过静电作用将数值细粉吸附于纤维束中纤维单丝的表面,然后加热使粉末熔结在纤维表面,最后在成型过程中使用纤维得以浸润。适合于这种技术的树脂细度以5—10μm为宜,因为粉末直径与纤维直径相近时,可以去的较佳的浸润效果。粉末浸渍技术的不足之处是浸润尽在成型加工过程中才能完成,且浸润所需时间、压力、温度均依赖于粉末直径的大小与分布状况。

  挪恩复材在连续碳纤维增强热塑性复合材料方面具有丰富的研究成果,以医疗方向为例,挪恩为国内某大型医疗设备厂商定制过不少连续碳纤维增强热塑性医疗设备,例如采用连续碳纤维增强热塑性复合材定制的料碳纤维头托臂架,不仅具有高清晰度的透视成像效果,还可以降低X光对患者产生的危害,高端医疗设备碳纤维DR平板探测器,其X光透视仅为小于1.0mmAL的铝当量,与传统材料相比具有非常明显的优势。返回搜狐,查看更多

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