熱塑性樹脂基體纖維纏繞工藝

玄武

熱塑性樹脂基體纖維纏繞工藝
熱塑性樹脂基體纖維纏繞工藝

1 前言

熱塑性樹脂及其復合材料近十多年來得到了迅速發(fā)展。與熱固性材料相比，熱塑性樹脂具有優(yōu)異的抗沖擊韌性、耐疲勞損傷性能、成型周期短、生產效率高、可長期貯存、可進行修補和回收再利用等一系列優(yōu)點。因而在航空航天、醫(yī)療、電子、機械等領域得到了越來越廣泛的發(fā)展和應用。特別是隨著剛性、耐熱性及耐介質性好的的新型芳族熱塑性樹脂基復合材料的出現，使得熱塑性復合材料克服了以往彈性模量低、抗溶劑性差、纖維與樹脂結合強度低等缺點，可用于性能要求較高的結構材料。

航空航天中常用的熱固性樹脂常溫下一般為液體，常溫加工即可，相比而言高性能熱塑性復合材料成型時一般需要較高的溫度。常用的熱固性樹脂的固化溫度為250°以下，而PEEK等熱測性復合材料成型溫度在350℃以上。同時先進熱塑性復合材料的成型壓力較大，而熱固性復合材料的成用壓力很低。較高的成型溫度和較大的成型壓力使得先進熱塑性復合材料的制造成本很高，這是目前它們在各行業(yè)上的應用尚不普遍的根本原因之一。常用的熱塑性復合材料成型工藝有：模壓成型、熱壓罐成型、隔膜成型、拉擠成型、壓延成型、纖維纏繞成型等，其中纏繞技術能較好的實現低成本和高效率的結合。熱塑性樹脂纖維纏繞既可像多數熱固性系統(tǒng)所用的方式那樣，先將熱塑性預浸帶用于法纏繞成型，然后在固化爐或熱壓罐內固化；又可用就地固化工藝成型。所謂就地固化成型就是利用熱塑性樹脂可再熔融的特點，纏繞時加熱使材料粘結就位，并盡可能除掉殘留的事氣，同化所需壓力由壓力輥在接觸部位提供，纏繞完冷卻即獲得終產品，不需再進行后固化。這種成型工藝最大的優(yōu)點就是省去了熱固性樹脂復合材料成型的后固化過程，簡化了生產流程，降低了生產成本，并打破了固化環(huán)節(jié)帶來的一些對產品規(guī)格、性能的限制。

2 研究狀況

熱塑性樹脂基體纖維纏繞工藝包括預浸帶的成型，纏繞過程的加熱、加壓方式等諸多過程和因素，以下分別闡述：

2．1 新型高性能樹脂基體

目前的高性能熱塑性樹脂主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫酸（PPS）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚醚砜（PES）、聚酰胺（PA）和聚酰胺酰亞胺（PAI）、聚酸亞胺（PI）等，其中很多已經工業(yè)化生產。


摘自http://www.frp.com.cn/ejforum/topic-1-1-362-1.html    作者yc