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cfrtp連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備工藝

作者:青島海鐵 發(fā)布時(shí)間:2023-02-27 次瀏覽

連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制備工藝——預(yù)熱制作熱塑性復(fù)合材料時(shí),對(duì)預(yù)制件進(jìn)行預(yù)熱有利于聚丙烯基體的均勻受熱,提高成品質(zhì)量。由于試樣預(yù)制件的厚度與成品的厚

(1)cfrtp復(fù)合材料制備工藝——預(yù)熱

制作熱塑性復(fù)合材料時(shí),對(duì)預(yù)制件進(jìn)行預(yù)熱有利于聚丙烯基體的均勻受熱,提高成品質(zhì)量。由于試樣預(yù)制件的厚度與成品的厚度差異較大,若直接進(jìn)行加熱壓制,會(huì)造成受熱不均,與模具接觸面表層的纖維過于融化流動(dòng),而中心內(nèi)層纖

維未受熱融化,使得成品屈曲不均,影響試樣的性能。預(yù)熱能使熱量傳遞較均勻地傳遞到內(nèi)層聚丙烯基體,大大減少內(nèi)外層受熱不均勻的現(xiàn)象。預(yù)熱過程中,也要同時(shí)加適當(dāng)壓力,以保證熱量的連續(xù)傳遞。此次熱塑復(fù)合材料制備中,預(yù)熱時(shí)間為30min。

 

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(2)cfrtp復(fù)合材料制備工藝——溫度

選用的熱壓溫度對(duì)材料的熔融和流動(dòng)起到關(guān)鍵性影響。熱壓成型過程中所用的熱壓溫度主要根據(jù)材料的熔點(diǎn)來確定。此次試樣制備中,增強(qiáng)纖維玻璃纖維的熔點(diǎn)高,其熔點(diǎn)溫度大于1000℃,但基體聚丙烯纖維開始玻璃化到融化完全的溫度范圍在160-175℃,熱分解溫度為320℃。所選用的熱壓溫度應(yīng)該能使基體熔融,但不分解破壞其材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此,所選用的熱壓溫度高于基體纖維的熔點(diǎn),低于其熱分解溫度,熱壓溫度確定為180℃,且采用逐步升溫的加熱方式,先熱壓溫度升溫到160℃,保壓10min,再升高到180℃,保溫保壓10min,以使聚丙烯纖維基體材料能充分受熱熔融,以保證玻璃纖維得到充分的結(jié)合。

(3)cfrtp復(fù)合材料制備工藝——壓力

熱壓成型工藝中,選用的熱壓壓力的大小對(duì)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的成品質(zhì)量有較大影響。適當(dāng)?shù)膲毫梢源龠M(jìn)熱量傳遞使基體充分融化,均勻流動(dòng)。若選用壓力過小,材料內(nèi)部的孔隙過多,可能使成品內(nèi)氣泡過多,造成材料的性能

致性和連續(xù)性較差:若選用壓力過大,會(huì)使熔融基體受較大壓力,基體材料過度流動(dòng),促使玻璃纖維過分向四周分散,甚者擠出模具,造成材料中基體的流失,會(huì)使熱塑板中間部位力學(xué)性能下降。由多次試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),此次熱塑復(fù)合材料制備的壓力為1MPa。

(4)cfrtp復(fù)合材料制備工藝——熱壓時(shí)間

設(shè)定的熱壓時(shí)間與選用的加壓溫度的高低、加壓壓力的大小有關(guān)。加熱溫度、施加壓力和保壓時(shí)間三者間適當(dāng)?shù)呐浜?,才能使聚丙烯基體充分熔融且不過分氧化或流出,制備出質(zhì)量均勻,性能好的成品。用熱壓工藝制備熱塑復(fù)合材料時(shí),若熱壓時(shí)間過短,聚丙烯纖維不能充分熔化,難以與玻璃纖維充分結(jié)合;若熱壓時(shí)間太長(zhǎng),容易造成聚丙烯基體的過分氧化變色或者基體的流出。由多次試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),此次熱壓工藝的保溫?zé)釅簳r(shí)間為10min。

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