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。     

碳织物／PEEK静电粉末预浸工艺树脂含量检测控制系统

介绍了一种由β射线检测仪、微机等组成的碳织物／ＰＥＥＫ（聚醚醚酮）静电粉末预浸过程树脂含量动态监控系统。该系统能够跟踪预浸过程，准确、灵敏地反映树脂含量的变化，并能根据要求及时调整工艺参数，保证预浸料树脂均匀分布，有利于工艺过程的连续化、自动化。本文介绍了这种监控系统的组成及工作原理，绘出了一些预浸料的工作曲线，考察了这种控制系统的性能，验证了其可行性。     

用β射线技术在线监测复合材料预浸带树脂含量

建立＾１４Ｃ弱源β射线监测仪，对热熔预浸工艺生产预浸带用涂胶离型纸的树脂含量进行了动态测量，并与重量法间断测量结果进行了比较，研究表明，β射线透过涂胶纸强度和原强度之比（Ｉ／Ｉ０）与树脂含量具有良好的对应关系，该仪器用于预浸树脂含量在线检测是可行的。     

连续预浸带的制备工艺研究

本文介绍了用预浸带铺制机湿法制备单向碳纤维预浸带的工艺方法,讨论了影响预浸带树脂含量、外观及挥发分含量的有关因素,优化了工艺条件,确定了制备单向预浸带的最佳工艺参数.制备的预浸带最大宽度为300毫米,连续长度可达200米.可以批量稳定地进行生产.      

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...     

用近红外光谱技术检测酚醛树脂基高硅氧预浸料质量指标

通过对酚醛树脂基高硅氧预浸料的近红外光谱进行分析,采用化学计量学方法建立了预浸料树脂含量、挥发份含量和预固化度的定量分析模型,研究了光谱预处理方式及光谱区域的选择对定量分析精度的影响。结果表明,用所建立的模型对未知样品预测,树脂含量、挥发份含量和预固化度平均绝对误差分别为0.46%,0.24%和0.42%,可以满足质量检测要求,对生产过程的质量控制具有指导意义。     

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     

复合材料预浸带树脂含量在线监测技术现状

综述了目前国内外有关复合材料预浸带树脂含量的在线监测技术现状，着重对超声、射线、光学及重量监测技术的研究进展和应用前景进行了分析。     

碳纤维/环氧预浸布耐折叠性能研究

针对碳纤维/环氧预浸布复合材料的耐折叠性能特点,进行了不同折叠半径和不同折叠时间力学性能的对比实验.选定折叠时间为4h,折叠半径取0-4mm.再以折叠半径0.5mm为条件,取折叠时间为1-4h.对不同折叠条件下的试件进行拉伸性能试验、从而得出不同折叠半径,不同折叠时间对复合材料预浸布性能的影响.实验结果表明:折叠造成了复合材料增强纤维的损伤和树脂的堆积,引起了拉伸性能的下降,折叠半径越小、折叠时间越长,碳纤维/环氧预浸布薄膜复合材料强度下降越严重.     

预浸料生产中智能控制系统的应用

用近红外光谱技术对无碱布/酚醛预浸料的树脂含量、可溶树脂含量和挥发分含量进行在线检测,通过偏最小二乘方法分别建立标准模型,选择光谱预处理方法和PLS的因子数.用近红外方法和标准方法对未知样品进行分析,通过t检验结果显示两种方法没有显著性的差别,利用该方法可以同时预测三项指标,1分钟之内就可以分析一个样品,没有破坏性.如果质量指标不合格,通过自动控制系统发出指令,及时调节工艺参数.研究表明近红外光谱方法能够十分有效和准确对分析预浸料质量.     

The application of near infrared spectroscopy in the quality control analysis of glass/phenolic resin prepreg

During the manufacture of glass/phenolic resin prepreg cloth, the feasibility of near infrared (NIR) spectroscopy as a technique for the quality control analysis of the resin content, the volatile content and the resin pre-curing degree has been verified. The partial least square (PLS) regression was used to develop the calibration models by utilizing several different spectral pretreatments. The optimum models had determination coefficients (R ²) of 98.29 for the resin content, of 99.50 for the volatile content and of 97.66 for the pre-curing degree, respectively. The root mean square errors of prediction (RMSEP) for the resin content, the volatile content and the pre-curing degree were 0.376%, 0.169% and 0.105%, respectively. The results of the paired t-test revealed that there was no significant difference between the NIR method and the standard method. In the manufacture process of the prepreg cloth, the NIR on-line monitoring results were used to be the instructions for the quality control.     

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。     

碳纤维/玻璃纤维混织布及其环氧复合材料

碳纤维和玻璃纤维混合增强树脂基复合材料目前都用单丝铺放工艺。为了改善单向预浸料的工艺性能,开发了碳纤维和玻璃纤维混织布。用它们制备复合材料,操作方便,可用手糊或模压工艺。根据设计需要,可调整混织布的经纬比例和布的构造,以获最佳性能/价格比。本文通过六种混织布/环氧复合材料的力学性能测定和估算,表明其拉伸和弯曲的强度和弹性模量符合“混合律”。在碳纤维占总纤维的体积分量为26%时出现最低的复合材料强度,而碳纤维的体积分量超过53%时才对复合材料的强度和弹性模量部有提高。      

热压罐工艺树脂压力测试系统适用性实验研究

采用玻璃纤维织物/环氧树脂E51预浸料研究热压罐工艺树脂压力在线测试系统适用性,分析了树脂黏度对测试系统动态反应特性的影响,进而测试了热压罐工艺零吸胶条件下等厚、非等厚及L形预浸料铺层内部的树脂压力,并与理论模型计算树脂压力对比,以分析测试系统的准确性。结果表明: 树脂黏度明显影响系统的动态反应特性,当树脂黏度低于25 Pa·s时树脂压力测试系统具有较高的动态反应特性,满足复合材料内部树脂压力测试需求; 对于所研究的各种形式的预浸料铺层,树脂压力测试值与理论值有很好的一致性,当热压罐压力达到0.5 MPa,相对误差约为2%,验证了系统的准确性。     

自黏附型酚醛树脂流变特性及其预浸料与Nomex蜂窝芯共固化黏接性能

采用流变仪研究了固化反应温度、时间以及增韧剂和增稠剂加入量对酚醛树脂流变特性的影响,并测试了玻璃纤维增强酚醛预浸料与Nomex蜂窝芯共固化成型后玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接性能。结果表明:改性后酚醛树脂在高温时的黏度提高较多,流动性得到了有效改善,所得预浸料与Nomex蜂窝芯的界面黏接明显增强,并且当增韧剂和增稠剂的加入量与纯酚醛树脂的质量比分别为5%和3%时,所制备出的夹层板的滚筒剥离强度达到15 N·mm/mm以上,改性后酚醛树脂及其预浸料具有了一定程度的自黏附特性。此外,在共固化工艺中采用合适的升温制度,可以进一步提高玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接强度。      

碳纤维/环氧树脂预浸带铺放应力场及制品微观结构的模拟与实验

碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料在铺放成型时,由于树脂基体与碳纤维之间的热膨胀系数存在差异以及成型时热-力参数作用下由于纤维的变形而导致纤维与基体接触处产生应力集中等原因,在制品材料中会产生热残余应力。针对碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的实际结构特点,利用ABAQUS有限元软件建立含有界面的碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的细观代表性体积单元(Representative volume element, RVE)有限元模型,采用实验研究和有限元仿真分析的方法,研究在温度-压力参数作用下预浸带铺放制品残余应力的分布规律及影响机理。首先,建立预浸带铺放时的温度和压力模型,研究不同温度和压力参数条件下碳纤维/环氧树脂预浸带铺放制品残余应力的分布情况。其次,采用耦合降温法模拟碳纤维/环氧树脂预浸带残余应力随纤维体积含量、铺放压力以及铺放温度的变化规律,并采用扫描电镜对不同工艺参数条件下预浸带铺放制品的微观结构进行分析。通过对模拟结果进行分析比较得到各因素对制品残余应力的基本影响规律;最后进行不同温度和压力等铺放参数对预浸带铺放成型时残余应力影响的实验测试研究。      

热压罐零吸胶工艺树脂压力在线测试及其变化规律

针对碳纤维缎纹布/环氧914预浸料热压罐零吸胶工艺,采用热压成型过程树脂压力在线测试系统监测树脂压力的大小与分布,分析了真空、外加气压对树脂压力的作用规律,通过显微观察研究了真空及外加气压对孔隙缺陷的影响。实验结果表明,所采用的在线测试系统可以定量分析真空在铺层内的作用程度和树脂压力的变化;零吸胶工艺树脂承担了大部分外压且沿层板厚度及面内方向分布均匀;真空通过铺层内的气路通道排出夹杂空气,其作用程度受到树脂黏流状态和铺层密实程度的影响;不同压力条件下复合材料层板孔隙状况与树脂压力的测试结果相吻合。     

碳纤维单丝带对酚醛树脂基复合材料力学性能的增强作用

将连续碳纤维束用空气梳分散成单丝状的长带, 经60 %硝酸进行表面氧化处理后用作酚醛树脂复合材料的增强材料。用红外光谱、扫描电镜等表征复合材料的微观结构, 通过力学性能测定发现, 与连续的碳纤维束增强相比, 单丝带增强复合材料的弯曲强度提高了1 倍, 层间剪切强度( ILSS) 提高了2 倍, 但冲击强度有所降低。结果表明, 碳纤维经过表面氧化和丝束分散的处理后, 能有效地提高其与复合材料中树脂基体的结合性能。      

碳纤维丝束结构对碳纤维/酚醛复合材料烧蚀性能的影响EI北大核心CSCD

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电镜对复合材料烧蚀形面进行观察,并通过固体火箭发动机对复合材料的烧蚀性能进行考核验证。研究结果表明:以这两种结构形式的碳纤维为增强剂制备的碳/酚醛复合材料,其氧乙炔质量烧蚀率的大小与碳纤维丝束的大小具有正相关的特性,碳纤维丝束越小碳纤维质量烧蚀率越低,当碳纤维增强剂处于单丝状态时,复合材料的氧乙炔质量烧蚀率达到最低为0.046 g/s,并且碳纤维的型号规格对复合材料氧乙炔质量烧蚀率的影响变小。固体火箭发动机实验表明,单丝状态下的碳纤维/酚醛复合材料的抗烧蚀冲刷性能明显优于束状碳纤维/酚醛复合材料。