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連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)具有強(qiáng)大力學(xué)性能

作者:青島海鐵 發(fā)布時(shí)間:2023-02-27 次瀏覽

連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)所用的增強(qiáng)纖維一般有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維及混雜纖維等,常用的增強(qiáng)形式根據(jù)纖維編織方式有單向纖維、方格布、斜紋布及多軸向布等。

連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料CFRTP所用的增強(qiáng)纖維一般有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維及混雜纖維等,常用的增強(qiáng)形式根據(jù)纖維編織方式有單向纖維、方格布、斜紋布及多軸向布等。所用的基體材料大致分為通用級(jí)、工程級(jí)和高性能級(jí),常用的樹脂有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等,樹脂在復(fù)合材料中起到在壓縮狀態(tài)下穩(wěn)固纖維,將纖維性能傳遞至層合板,吸收面外沖擊等作用。連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備過程中,其關(guān)鍵的生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)為熱塑性樹脂粘度控制所導(dǎo)致的樹脂浸漬增強(qiáng)纖維效果的優(yōu)劣。另一個(gè)決定連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素是不同增強(qiáng)纖維與不同樹脂界面結(jié)合時(shí),纖維表面活性劑的選擇,界面是樹脂基體與纖維之間應(yīng)力傳遞的橋梁,界面結(jié)合的好壞直接影響著連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP的力學(xué)性能。

 

預(yù)浸帶.jpg

與常規(guī)的纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料相比,纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的優(yōu)勢(shì)有:

1)輕質(zhì)高強(qiáng)。熱塑性復(fù)合材料的密度(1.1~1.6g/cm3)僅為鋼材的1/5~1/7,比熱固性復(fù)合材料輕1/2~1/4,具有較高的比剛度和比強(qiáng)度。

2)無限的保質(zhì)期。由于熱塑性樹脂不會(huì)通過化學(xué)反應(yīng)固化,因此不必將其存儲(chǔ)在冰柜中。熱塑性樹脂常溫環(huán)境下已經(jīng)開始進(jìn)行物理“固化”,并根據(jù)需要使用加熱和加壓使其形成最終的形狀。有效的無限保質(zhì)期是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì),避免了材料壽命和存儲(chǔ)方面的問題。

3)廣泛的制造選擇。熱塑性復(fù)合材料可采用多種制造方法,包括模壓成型,拉擠成型,長(zhǎng)絲纏繞和注塑成型。此外,由預(yù)浸熱塑性樹脂的增強(qiáng)纖維制成的預(yù)浸料也可用于按照熱固性熱壓罐加工制造零件。

4)加工時(shí)間短。所選擇的制造工藝直接關(guān)系加工時(shí)間的長(zhǎng)短。在某些工藝中,生產(chǎn)中唯一的限制因素是材料的加熱和冷卻速度,而材料的固化時(shí)間較短。

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