混纤型热塑性复合材料制备技术.ppt

Xian Polytechnic University 混纤型复合材料 混纤型热塑性复合材料制备技术The Manufacture of Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers Hybrid Composites 李 龙 (LI Long) 西安工程大学(Xi’an Polytechnic University) 报告内容 Main Contents 混纤复合材料及其制作方法 Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers Hybrid Composites (RFTFC) and its manufacture 混纤纱型复合材料 Composites made from commingled yarn of Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers 纤维网型混纤复合材料 Composites made from web of Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers 混纤型复合材料及其制作方法 Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers Hybrid Composites (RFTFC) 聚合物基复合材料(Fibers Reinforced Polymer Composites) 混纤型复合材料(RFTFC) ?在热塑性复合材料领域，由于热塑性树脂基体具有较高的熔融温度和熔融粘度，因此引起基体润湿、浸渍增强纤维以及在成型加工中基体流动的问题。为了克服这些困难，研究混纤型热塑性复合材料制备方法。 ?混纤型复合材料是利用增强纤维与基体纤维混合，在一定条件下成型，最终形成热塑性复合材料。 混纤型复合材料的优点 (The advantages of RFTFC) ?可以克服高分子量聚合物基体浸渍的困难； ?两相纤维的比率能够精确控制，容易调节增强纤维和基体纤维的比例； ?预浸体有良好的柔顺性，容易适应复杂形状。 混纤型复合材料预浸体制备方法 （Manufacture of fibers assembly used for RFTFC) ?混纤纱型复合材料 ?纤维网型（非织造布型）复合材料 混纤型复合材料制作原理(Manufacture principle of RFTFC) ?增强纤维和热塑性基体纤维混纤加工纤维增强热塑性复合材料是利用热塑性基体纤维可以反复熔融－结晶的物理特性，通过施加热和压力来实现的。 ?正常的固化周期：温度上升到基体纤维的熔点温度以上（通常比熔点温度高20～30℃），使基体纤维完全转变为熔融基体，施加足够的压力和时间迫使基体浸渍增强纤维，除去空气，直至材料达到完全浸渍，然后降温冷却，形成固化的热塑性复合材料（见图1）。 图1 混纤型复合材料热压固化成型周期 （Fig.1 Consolidation Process of RFTFC) 2. 混纤纱型复合材料 Composites made from commingled yarn of Reinforcing Fibers/Thermoplastic Fibers 混纤纱的结构 (The structures of commingled yarn) ? 热塑性复合材料加工中，混纤纱的一般形式见图2。 图2 复合材料用混纤纱的通常结构 (Fig.2 the structures of commingled yarn for composites) 混纤纱工艺方法( The technology of commingled yarn) 牵切纺纱 ：这种方法加工的混纤纱有毛羽和捻度（见图2(d))。 ?毛羽存在可提高复合材料的破坏韧性； ? 捻度的存在，使复合材料的拉伸强度较低； ? 两相纤维混合程度较好； ? 增强纤维是非连续纤维。 包芯纺纱 ：在DERF摩擦纺纱机（如图3）上，加工混纤纱（见图2(c))。 ?混纤纱是增强纤维位于纱芯的皮芯纱； ?增强相中捻度为零，保证增强纤维强度最佳利用； ?位于芯层的增强相被基体完全覆盖，保护增强纤维免受意外损伤。 ? 但是，纱线中的增强纤维和基体纤维呈现区域性分布（见图4），对基体浸渍增强纤维不利。 图3 DERF 摩擦纺纱简图 (Fig.3 Sketc