多功能微机(手动)调控预浸胶机的研制

一.前言 预浸料是制造纤维增强复合材料用的一种预制铺层材料,也是用作复合材料设计和制造的中间材料。目前,在预浸料这一领域里的新发展,就象采用新纤维一样具有重大意义。 单向纤维预浸料所用增强材料常为玻璃纤维、碳纤维和有机纤维,所用树脂一般为热固性树脂和热塑性树脂。 预浸料的制造方法有:溶液胶预浸,熔融树脂预浸、熔融树脂涂膜后传递预浸、胶膜热融后传递预浸、胶膜热融后传递预浸、热塑性树脂制成膜热融传递预浸、热塑性树脂纤维与增强纤维混合排列热融预浸(即双纤维预浸)、热塑性树脂直接熔融预浸等。 制造预浸料用设备如按功能分有单功能预浸机、多功能预浸机;按结构分有滚筒式定长预浸机、连续卷盘     

PEEK基体热塑性树脂基复合材料的研究

介绍了热塑性树脂基复合材料用ＰＥＥＫ树脂的性能，静电粉末法制备热塑性树脂预浸料的设备和工艺，用该工艺制备的预浸料规格和性能以及ＡＳ４Ｃ单向织物／ＰＥＥＫ复合材料的力学性能，韧性，耐环境性能，同时还介绍了将这种材料用于宇航工业而进行的基础研究工作。     

复合材料用几种新型树脂研究进展

本文介绍了作为先进复合材料的几种新型树脂基体的进展,预浸料的制备方法,纤维增强复合材料的性能。本文所涉及的预浸方法具有如下优点:适于不同体系的树脂,预浸料树脂含量均匀,生产效率高等。     

碳纤维/尼龙6预浸料的制备及盒体的热冲压成型工艺

首先利用自主设计的熔融浸渍机头制备了60 mm幅宽的连续碳纤维增强尼龙6（CF/PA6）热塑单向带,并利用快速热冲压成型技术制备了CF/PA6复合材料矩形盒体。结果显示,在CF/PA6预浸料制备过程中,纤维展纱包覆角与纤维展宽呈线性关系;预紧力增加展纱宽度的同时,牵引力会呈指数急剧上升,因此应避免大的预紧力;CF/PA6预浸料的浸渍质量随牵引速度的增加而降低;预热有利于改善高浸渍速度下的浸渍质量。在热冲压成型过程中,CF/PA6复合材料的最佳预热温度为260~280℃,模具温度为130~160℃,并应经过预压实。      

热熔预浸工艺及热熔热固性树脂的研究进展

热熔预浸工艺是近年来制备预浸料的一种新型成型工艺。热熔预浸工艺具有环保、低成本等优势,使其有望成为未来高性能复合材料成型的主要工艺。先进树脂基复合材料使用的热固性基体树脂由于存在脆性大、树脂和纤维浸润性较差等不足,很大程度上限制了热固性树脂在热熔预浸工艺中的应用。因此,研制适用于热熔预浸工艺的热固性树脂,是高性能树脂基复合材料的热点之一。综述了近年来环氧树脂、氰酸树脂、苯并噁嗪、双马来酰亚胺、酚醛树脂等几种主要的热熔预浸工艺用热固性树脂的研究概况。     

风电叶片用国产碳纤维预浸料的制备及性能研究

本文制备了一种低压成型环氧树脂LTC80体系,对LTC80树脂的耐热性能、粘温特性等进行了研究;和国产碳纤维ZT6F复合制备风电叶片专用预浸料ZT6F/LTC80,对预浸料的物理性能、ZT6F/LTC80复合材料性能进行了研究。结果表明:LTC80树脂具有良好的工艺性能,适用于热熔法制备预浸料;ZT6F/LTC80预浸料适用于低压成型,ZT6F/LTC80复合材料性能优良,国产碳纤维预浸料满足风电叶片的使用要求并成功应用。     

预浸料的质量控制

预浸料的原料质量尤其是树脂质量是保证预浸料性能的基础,在预浸料制备过程中,及时、有效、无损的在线监测是预浸料发挥性能的保证。简要介绍了几种常用的在线监测手段,包括β射线监测、超声波监测、红外光谱监测及近红外光谱监测等。此外,预浸料成品的质量控制是复合材料性能的关键,其中凝胶时间、树脂流动性、挥发分含量、树脂含量、单位面积纤维质量等是预浸料重要的质量指标。     

零吸胶炭纤维增强高温固化环氧复合材料预浸料研制

针对大尺寸、大厚度复合材料构件对“零吸胶”预浸料的需求,对低树脂含量炭纤维增强高温固化环氧复合材料预浸料进行了研制,并对预浸料的外观和物理性能、复合材料基本力学性能及成型工艺性能进行了研究.通过对预浸料制造工艺参数的优化,研制出了低树脂含量炭纤维增强高温固化环氧复合材料预浸料,其外观和物理性能满足要求;采用低树脂含量预...     

纤维层内树脂流动的空气耦合超声无损检测

采用空气耦合超声无损检测仪,对部分浸润预浸料中树脂沿纤维层厚度方向的浸渍流动进行了实时检测研究.首先将部分浸润预浸料放置在真空袋中,然后固定在扫描机构上,抽真空,考察在一个大气压作用下不同时刻树脂的浸润流动情况,通过C扫描图片实时、快速检测出树脂的浸润流动变化,并应用达西定律计算了碳纤维网架的渗透率.同时,将观察区域截取试样制备成金相分析试样,通过显微分析验证了C扫描图像分析的准确性.结果表明,空气耦合超声C扫描方法是检测预浸料中树脂沿纤维层厚度方向流动的一种快速和有效的方法.     

高性能热塑性树脂基复合材料复合方法及成型工艺简介

芳香族聚合物一类新型热塑性工程塑料的出现,有可能代替某些热固性树脂基体制作长纤维增强复合材料。国外对热塑性工程塑料树脂基复合材料进行了大量的研究,已经成功地应用于航空航天事业。保证这种材料取代某些热固性树脂基复合材料的前提是预浸带制造方法和成型工艺技术的实施。本文将对热塑性树脂基复合材料的预浸带制备及成型方法作一简单分析介绍。      

碳纤维增强尼龙复合材料渗透模型的研究

建立了热塑性树脂熔体渗透浸渍纤维的理论模型,由此表征了工艺参数、熔体黏度和纤维结构对浸渍时间的影响规律.结果表明,熔融尼龙树脂复合材料的理论纤维体积率很难达到70%以上.采用原位聚合方法能使尼龙树脂熔体黏度降低几个数量级,并能提高树脂基体熔体对纤维的浸渍效率.     

高压静电场对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料预浸料浸渍和断裂的影响

采用熔融浸渍工艺生产连续纤维增强热塑性树脂基复合材料,纤维预分散至关重要。结合现有机械分散装置,根据纤维束在高压静电场受静电场力的原理,设计并引入高压静电场分丝装置,对纤维束进行二次分散。结果显示,经过高压静电场分丝,促进了纤维束分散和纤维单丝之间的均匀性,改善了连续玻璃纤维增强聚丙烯（GF/PP）复合材料预浸料纤维和聚合物表面结合,降低了纤维分丝过程中的磨损和断裂,使通过此法制得的GF/PP复合材料预浸料的力学性能得到显著提升。实验表明,当静电场上下极板之间距离为20 cm、高压静电场电压30 kV时,GF/PP复合材料预浸料力学性能最优。     

多辊轴辅助高黏树脂熔融浸渍连续纤维工艺的影响因素

针对多辊轴辅助高黏树脂熔融浸渍连续纤维的过程, 基于达西定律、 微元法及展开理论, 建立了包含各影响因素的浸渍表达式。对所建立的表达式赋予实验条件进行计算, 结果与已有实验结果吻合良好。理论分析表明: 用辊轴法对纤维束进行分散, 当多辊轴水平布置时, 对纤维展开辅助作用比较小, 应采用错位排列; 辊轴个数增加, 纤维张力增加(增加纤维断裂风险), 宜采用3~5个辊轴。     

热塑性树脂连续浸渍过程的纤维断裂机制及实验

利用自行设计的浸渍模具,通过拉挤熔融浸渍工艺,定量考察了牵引速度、熔体温度和浸渍辊个数等工艺参数对连续玻璃纤维增强热塑性复合材料复合过程中纤维断裂的影响,旨在通过所建立的纤维断裂数学模型,预测预浸料生产过程中纤维断裂率并描述实验结果。结果表明:模型与实验数据吻合较好,能够为工业化生产提供指导与借鉴;纤维束在模具中拖曳而产生的黏性剪切作用是影响纤维断裂的主要因素,适当减少浸渍辊数及采用低黏度树脂能够显著降低纤维断裂,提高工艺稳定性。     

相容剂对长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体/聚乳酸复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乳酸(PLA)复合材料;以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,聚乳酸为基体树脂,考察苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料性能的影响。结果表明,加入苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能改善长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的相容性;长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和模量等力学性能及储能模量随着苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量的增加呈先增加后降低的趋势,而长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的损耗因子则随苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的增加呈现降低后增加的趋势;通过复合材料的形态分析表明,加入相容剂的复合材料中玻璃纤维与基体树脂界面强度增加,且玻璃纤维表面有一层包覆的树脂基体;通过分析得出,当相容剂添加量为6%时,长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、缺口冲击强度等力学性能最优。     

高性能纤维在防弹复合材料中的应用

探讨了纤维增强防弹复合材料的防弹机理,阐述了多种高性能纤维的优势与不足。重点介绍了Kevlar纤维、UHMWPE纤维、碳纤维、PBO纤维以及多种高性能纤维混杂工艺在防弹复合材料中的应用。最后展望了未来纤维增强防弹复合材料的发展方向,指出为满足未来对防弹材料的多方面高性能要求,对各种高性能纤维进行适当混杂是未来高性能防弹材料的发展方向。     

Effect of Polymer Form and its Consolidation on Mechanical Properties and Quality of Glass/PBT Composites

The aim of this study was to understand the role of the processing in determining the mechanical properties of glass fibre reinforced polybutylene terephthalate composites (Glass/PBT). Unidirectional (UD) composite laminates were manufactured by the vacuum consolidation technique using three different material systems included in this study; Glass/CBT (CBT160 powder based resin), Glass/PBT (prepreg tapes), and Glass/PBT (commingled yarns). The different types of thermoplastic polymer resin systems used for the manufacturing of the composite UD laminate dictate the differences in final mechanical properties which were evaluated by through compression, flexural and short beam transverse bending tests. Microscopy was used to evaluate the quality of the processed laminates, and fractography was used to characterize the observed failure modes. The study provides an improved understanding of the relationships between processing methods, resin characteristics, and mechanical performance of thermoplastic resin composite materials.     

Building Block Approach’ for Structural Analysis of Thermoplastic Composite Components for Automotive Applications

Advanced thermoplastic prepreg composite materials stand out with regard to their ability to allow complex designs with high specific strength and stiffness. This makes them an excellent choice for lightweight automotive components to reduce mass and increase fuel efficiency, while maintaining the functionality of traditional thermosetting prepreg (and mechanical characteristics) and with a production cycle time and recyclability suited to mass production manufacturing. Currently, the aerospace and automotive sectors struggle to carry out accurate Finite Elements (FE) component analyses and in some cases are unable to validate the obtained results. In this study, structural Finite Elements Analysis (FEA) has been done on a thermoplastic fiber reinforced component designed and manufactured through an integrated injection molding process, which consists in thermoforming the prepreg laminate and overmolding the other parts. This process is usually referred to as hybrid molding, and has the provision to reinforce the zones subjected to additional stresses with thermoformed themoplastic prepreg as required and overmolded with a shortfiber thermoplastic resin in single process. This paper aims to establish an accurate predictive model on a rational basis and an innovative methodology for the structural analysis of thermoplastic composite components by comparison with the experimental tests results.     

Reactive processing of textile fiber-reinforced thermoplastic composites – An overview

Thermoplastic composites offer some interesting advantages over their thermoset counterparts like a higher toughness, faster manufacturing and their recyclable nature. Traditional melt processing, however, limits thermoplastic composite parts in size and thickness. As an alternative, reactive processing of textile fiber-reinforced thermoplastics is discussed in this paper: a low viscosity mono- or oligomeric precursor is used to impregnate the fibers, followed by in situ polymerization. Processes that are currently associated to manufacturing of thermoset composites like resin transfer molding, vacuum infusion and resin film infusion, might be used for manufacturing of thermoplastic composite parts in near future. This paper gives an overview of engineering and high-performance plastic materials that are suitable for reactive processing and discusses fundamental differences between reactive processing of thermoplastic and thermoset resins.