碳纤维增强热塑性复合材料成型工艺研究进展

概述了碳纤维增强热塑性复合材料的成型工艺,讨论了这些成型工艺技术的研究实例,分析了这些技术的特点。阐述了不同工艺参数对碳纤维增强热塑性复合材料性能的影响,介绍了新型成型工艺研究的方法,展望了碳纤维增强热塑性复合材料成型工艺的未来发展趋势。     

连续碳纤维热塑性复合材料制备工艺研究

对近年来的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备技术、成型工艺及其在电子电气中的应用现状进行了综合论述．     

碳纤维／聚酰亚胺耐高温复合材料成型工艺及其性能的研究

本文研究了碳纤维／聚酰亚胺复合材料的成型工艺及其力学性能和高温力学性能以及热学性能，指出了评价耐高温复合材料的长期耐热性和短期耐热性的方法，为用户制作了碳纤维／聚酰亚胺耐高温复合材料产品，并通过了高温试验。     

碳纤维增强热塑性复合材料工艺与性能的研究

短切碳纤维的ＢＵＳＳ捏合机和连续碳纤维的双螺杆挤出增强工艺开发了碳纤维增强聚酰胺,碳纤维增强聚甲醛,等碳纤维增强热塑性工程塑料,并以碳纤维增强聚酰胺为例进行成型工艺的研究,探讨了加 工工艺参数与材料性能的关系。     

增强相对热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用热模压成型的方法,在热塑性聚酰亚胺(TPI)中添加玻璃微珠(GB)、玻璃纤维粉(GFP)和短切玻璃纤维(SGF)进行复合增强,研究了3种不同形态填充材料及其含量对复合材料力学、摩擦磨损及热性能的影响。结果表明,随着填充物填充量的增加,所制得复合材料的刚性明显提高;并且填充物长径比越大,其作用效果越明显,由此制得的复合材料同时具有较低的体积磨损率及线膨胀系数。采用SGF增强复合材料的力学强度也随其填充量的增加显著增大,而采用GB及GFP填充的材料则呈下降趋势。采用SEM观察了复合材料断裂面的结构形貌,初步分析了其增强机理。     

热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料是以玻璃纤维，碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能，广泛用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。     

工艺因素对RTM成型聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用低熔体粘度适用于液态成型的聚酰亚胺树脂研究了树脂传递模塑（RTM）工艺中树脂注射压力、注射流速、固化温度对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料性能的影响,以确定最佳的成型工艺参数。结果表明,随着注射压力增大,复合材料的玻璃化转变温度下降,层间剪切强度提高,弯曲强度略有提升。随着注射流速增加,复合材料玻璃化转变温度不变,层间剪切强度和弯曲强度降低。随着固化温度升高,复合材料的玻璃化转变温度升高,但固化温度达到400℃时,层间剪切强度和弯曲强度明显降低。根据树脂工艺性,综合考虑复合材料内部质量、耐热性和力学性能,采用注射压力1.2 MPa,注射流速15 mL/min以及固化温度380℃的成型工艺较优。     

长纤维增强热塑性复合材料的浸渍技术与成型工艺

概述了国内外长纤维增强热塑性复合材料（LFT）的主要浸渍技术（包括：溶液浸渍、粉体浸渍、熔体浸渍等）与成型工艺（传统的注射成型、模压成型，挤出成型以及在线混炼模压及注塑成型等）；对LFT和GMT进行了比较，分析了LFT优势；通过一些特殊的技术处理，LFT材料在力学性能方面已与GMT不相上下，由于优异的成型加工性能及相对低廉的成本，LFT必将在汽车、建材等领域获得更为广泛的应用。     

热塑性聚酰亚胺

介绍了近年来开发的几种全芳型热塑性聚酰亚胺树脂的发展状况，总结了它们的一般物理机械性能、耐热性、耐化学性、成型加工性以及它们在各领域中的应用。     

模压工艺参数对热塑性PF/CF复合材料力学性能的影响

采用浓硝酸对短切碳纤维(CF)进行表面氧化处理,利用模压法制备了热塑性酚醛树脂(PF)/CF复合材料,讨论了成型温度和保压时间等模压工艺参数对复合材料力学性能的影响。结果表明,无论保压时间和CF含量如何变化,成型温度为170℃时的复合材料弯曲强度和缺口冲击强度总体上均比成型温度为150和160℃时的高,且在成型温度为170℃的条件下,不同CF含量的复合材料力学性能在保压时间为15 min时出现最大值的次数最多。据此,确定了短切CF质量分数在5%~25%范围内的热塑性PF/CF复合材料模压成型最佳工艺参数为成型温度170℃、保压时间15 min。     

热处理对EP/CF及EP/CF/GF复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂转移模塑(VARTM)技术制备了环氧树脂/碳纤维(EP/CF)和环氧树脂/碳纤维/玻璃纤维毡(EP/CF/GF)复合材料.测试了两种纤维铺层方式中树脂流动距离的平方与流动时间的关系,对两种铺层纤维体系的渗透率进行了研究对比;将两种复合材料进行高温处理,并且对其高温处理前后的力学性能进行分析;利用扫描电子...     

PET的注射成型工艺对制品性能的影响

通过注射成型试验探索聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的成型工艺条件,并结合紫外可见光谱和力学性能测试方法,分析注塑成型工艺对PET性能的影响。研究发现:PET适宜的注射成型温度为280℃,模具温度为70℃,注塑压力为50 MPa,冷却时间为20 s。此条件下制得的PET制品不易结晶、透明无缺陷、无翘曲和凹痕、综合力学性能较好,拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较小,断裂伸长率和缺口冲击强度较大。     

模压成型环氧树脂/玄武岩纤维复合材料研究

以玄武岩纤维平纹布(BF)为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用模压工艺制备环EP/BF复合材料。研究了加压时机、成型压力、纤维体积含量对复合材料弯曲性能和层间剪切强度(ILSS)的影响,并研究纳米添加剂凹凸棒石/炭(PG/C)对复合材料力学性能及导热性能的影响,运用电子扫描显微镜观察并分析复合材料的断面形貌。结果表明,复合材料的最佳加压时机为凝胶45 min;成型压力和纤维体积含量影响复合材料的弯曲性能和ILSS;在BF体积分数为30%、成型压力为1 MPa条件下,添加纳米添加剂PG/C–0.5(PG/C的质量比为1/0.5)时,复合材料的力学性能最优,相比不含纳米添加剂,复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量及ILSS分别提高4.3%,10.7%和6.4%;添加纳米添加剂PG/C–0.5时,复合材料的导热性能最优,在25℃及100℃下的导热系数为0.28 W/(m·K)和0.31 W/(m·K),相对不含纳米添加剂时分别提高64.7%及41.0%。PG与负载在其表面的炭之间的协同作用促进了复合材料力学性能及导热性能的提高。     

竹纤维-聚丙烯复合材料板材的成型工艺研究及优化

以竹纤维作为增强材料,聚丙烯纤维作为基体材料,通过正交设计不同模压成型工艺,在平板硫化机上压制出了竹纤维-聚丙烯复合材料板材。通过对竹纤维-聚丙烯复合材料的力学性能测试及对比分析,得出结论:模压温度对复合材料性能的影响较大,而模压保温时间的影响较小;在180℃、40 min时制得的竹纤维-聚丙烯复合材料具有良好的断裂强度;在170℃、40 min时制得的复合材料具有良好的顶破强度。     

CF表面改性对3D打印PLA/CF试件力学性能的影响

以短切碳纤维(CF)和聚乳酸(PLA)为实验原料,用硝酸在恒温水浴加热条件下对短切CF进行表面处理,并做表征,结果表明,硝酸处理后短切CF的表面粗糙度显著增大,并且出现了较多的沟槽;硝酸处理后CF(002)和(100)石墨晶面的衍射强度有明显提升,并且CF表面C元素含量相对未处理的有所降低,而O元素和N元素的含量有所提高。在双螺杆挤出造粒机上分别配比CF质量分数为5%的未经硝酸处理和硝酸处理后的PLA/CF粒料颗粒,并在粒料3D打印机上制得两种纤维增强的拉伸、弯曲、冲击试件,研究了短切CF的表面处理对3D打印PLA/CF试件综合力学强度的影响。结果表明,硝酸处理后PLA/CF试件的综合力学性能有明显提升。     

连续CF增强PEEK复合材料层压板的制备工艺

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料预浸带,并层压成型制备复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间、纤维含量等因素对复合材料层压板力学性能的影响。结果表明,在成型温度为370℃、成型压力为12 MPa、成型时间为70 min、纤维含量为61%的工艺条件下,连续CF增强PEEK复合材料层压板的力学性能达到最优值,弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到(1 750.76±49.13)MPa和(107.54±6.35)GPa,层间剪切强度达到(100.04±6.88)MPa,缺口冲击强度为(84.44±1.54)k J/m2。随着冷却速率的增大,复合材料层压板的弯曲性能和层间剪切强度下降,而缺口冲击强度提高。SEM分析表明,复合材料层压板的界面粘结良好。     

复合材料模压成型的工艺特性和影响因素分析

简述了聚合物基复合材料模压成型工艺特性,对模压成型的设备、预浸料、工装模具、工作环境条件等提出相应要求,着重对成型工艺过程中模压成型温度、压力、保温时间等工艺参数对复合材料制品性能影响做了分析,且简要介绍了复合材料模压制品可能出现的质量问题、产生原因、预防措施等内容。     

长纤维增强PP复合材料的制备与性能研究

通过开炼–模压成型工艺方法,制备了长玻璃纤维(LGF)增强聚丙烯(PP)复合材料,首先研究了β成核剂对纯PP力学性能和结晶性能的影响,在此基础上研究了LGF对PP/LGF复合材料力学、结晶性能及热稳定性的影响,最后探讨了增容剂马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)对复合材料力学性能的影响。结果表明,β成核剂可以改善PP的冲击韧性,但降低了PP的拉伸和弯曲强度,当β成核剂质量分数为0.2%时,PP的综合性能最好;随LGF含量增加,PP/LGF复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及结晶度总体上呈先增大后减小的趋势,不同LGF含量下的复合材料起始热分解温度均在390℃以上,当LGF质量分数为20%时,复合材料的综合性能最好;少量的EPDM-g-MAH能改善LGF与PP基体的界面相容性,大幅增强了复合材料的韧性,其最适宜的质量分数为10%。     

工艺参数对顺序共注成型的影响

基于Hele-Shaw模型，采用CAE技术，模拟了顺序共注成型中几个重要工艺参数——温度、壳层预填充量、注射速度等对其成型过程的影响。并用流变学理论进行分析，揭示了各工艺参数对顺序共注成型的影响机理。