本文對熱塑性復合材料用預(yù)浸料的結(jié)構(gòu)及其在復合材料成型加工中的浸漬性能進行分析。
自1940年以來,連續(xù)纖維增強熱固性復合材料的研究與應(yīng)用在復合材料領(lǐng)域占主導地位。進入20世紀80年代,連續(xù)纖維增強熱塑性塑料的研究成為國際上關(guān)注的熱點課題。連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料興起之后,人們借鑒纖維增強熱固性復合材料的成型工藝,對其預(yù)浸料加工采用“濕法”,即溶液(或溶劑)浸漬和熔融浸漬。由于高性能熱塑性基體塑料(如PEEK)具有高的熔融溫度和熔融粘度,因此引起基體潤濕、浸漬增強纖維以及預(yù)浸料適型性的問題。為了克服這些困難,開發(fā)了用混纖預(yù)浸料加工纖維增強熱塑性復合材料的新工藝方法,其中包括增強纖維與熱塑性基體纖維混合而成的混纖紗、織物混纖。這種新方法可以較好解決高分子量熱塑性聚合物浸漬的問題,容易控制增強纖維和基體的比例,有良好的適型性?;炖w預(yù)浸料作為熱塑性復合材料的基礎(chǔ)材料,其結(jié)構(gòu)對復合材料的浸漬性能、力學性能有重要影響。
混纖型預(yù)浸料的主要目的是解決熱塑性復合材料加工中的浸漬性。如果在混纖預(yù)浸料中,增強纖維與基體纖維呈現(xiàn)均勻分布,且沒有任何兩根增強纖維緊密排列(見圖1),則在復合材料成型加工中,基體纖維就可以實現(xiàn)基體的原位浸漬與固化,大大縮短基體的流動路徑,提高加工效率。
然而,要實現(xiàn)圖1所示的混纖預(yù)浸料的結(jié)構(gòu)是困難的。按照目前紡織加工的工藝方法,還不能達到這一點,特別是有確定增強纖維取向的混纖預(yù)浸料。因此,研究適合于熱塑性復合材料的的混纖預(yù)浸料結(jié)構(gòu)加工是十分必要的。
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