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《預(yù)浸料——高性能復(fù)合材料用原材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com玻璃鋼2003年第2期預(yù)浸料—一高性能復(fù)合材料用原材料丕揚(yáng)譯王者友校(上海玻璃鋼研究所)摘要．對(duì)性能、材料鑒定和產(chǎn)品一致性有極高要求的行業(yè)，如航空航天、國防、船舶、海上油井、公交交通工具和可再生能源諸部門，預(yù)浸料已得到公認(rèn)。GeorgeMash對(duì)預(yù)浸料的材料和制作方法做出了評(píng)論。木工不想親自由纖維(纖維素)和樹脂(木質(zhì)素)組織原材料來作為產(chǎn)品制造過程的一部分。而事實(shí)上復(fù)合材料制造商(他們中許多都使用增強(qiáng)塑料連續(xù)生產(chǎn)模塑件)卻希望如此。難怪，對(duì)高性能復(fù)合材料來說，獲得要求的穩(wěn)定的高質(zhì)量是
2、一個(gè)難題。有待控制的大量變數(shù)，如樹脂的選擇和含量，纖維增強(qiáng)材料的鋪放和含量，催化劑和促進(jìn)劑類添加劑，浸潤和避免空氣裹人的程度，真空、溫度和壓力對(duì)固化的程度影響、放熱和正確填充模具(閉模工藝時(shí))等是很難同時(shí)滿足的。這就是為什么材料供應(yīng)商要開發(fā)一種更有生命力的?！牧稀钡脑??！邦A(yù)浸料”織物成卷筒狀并可直接鋪進(jìn)模具內(nèi)，不需要進(jìn)一步浸潤，而且避免了操作工人與液態(tài)樹脂的接觸。在該系統(tǒng)中，纖維用預(yù)催化樹脂預(yù)浸漬使其處于穩(wěn)定的等待期或稱“B”階段，因此，只需在產(chǎn)品模塑階段將材料提高到引發(fā)溫度而進(jìn)行固化即可。隨著預(yù)浸料的變遷，材料供應(yīng)商擔(dān)負(fù)的
3、重任是保證：高的纖維體積含量、最佳樹脂，纖維組合、低空隙(通常小于2％)以及高重復(fù)性地達(dá)到這些要求。預(yù)浸料在對(duì)性能、材料評(píng)定和產(chǎn)品一致性要求極高的行業(yè)中的應(yīng)用已得到認(rèn)可，如航空航天、國防、船舶、海上油井、公共交通工具和可再生能源諸部門。為了防止在室溫下緩慢發(fā)生的交聯(lián)聚合反應(yīng)，大多數(shù)材料必須保存在一18"C左右的冷藏庫內(nèi)，所以預(yù)浸料的儲(chǔ)存便成了一個(gè)問題。冷藏的預(yù)浸料好幾年仍可使用。供應(yīng)商對(duì)其產(chǎn)品確定的“外放置壽命”是該材料能在冰柜外保持仍可用的累加時(shí)間。超過其最大外放置壽命的材料不可使用，并應(yīng)該廢棄。對(duì)各種應(yīng)用都有相應(yīng)的預(yù)浸料。樹脂可
4、以是聚酯(鄰苯或間苯二甲酸酯)、乙烯基或氰酸酯、環(huán)氧、酚醛、雙馬來酰亞胺和聚酰亞胺諸熱固性樹脂；或熱塑性樹脂如聚酰亞胺醚PEI、聚醚砜PES、聚醚酮PEK和聚醚醚酮PEEK，而增強(qiáng)材料可以是聚乙烯、玻璃纖維(E、s、R等)、芳綸(Kevlar、Twaron)、碳纖維(瀝青、聚丙烯腈，即PAN或纖維素)、硼和陶瓷等纖維以單向帶、纖維束或帶的形式或作為一多向的(雙軸的、三軸的)、編織的、針織的或交織的二維或三維織物。織物可根據(jù)所期望的樣式(指定的形狀)、粘著性以及重量和機(jī)械性能來選擇。選擇樹脂是按照其韌性、玻璃化溫度(其耐熱性的度量)和
5、固化時(shí)的27．維普資訊http://www.cqvip.com其它性能如其預(yù)固化粘度、聚合所需的溫度和放熱量(由固化化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱)。預(yù)浸料生產(chǎn)商可使用比其相競爭的工藝(例如樹脂灌注工藝)所用樹脂更粘稠具有增粘功能的樹脂，這樣就減少了為了增加流動(dòng)性而損失機(jī)械性能的問題。用這種方法生產(chǎn)預(yù)浸料可獲得?！?高的纖維體積含量，并可從最終產(chǎn)品的機(jī)械性能上得到反映。．1制造預(yù)浸料可這樣制作：用溶劑稀釋樹脂；使稀釋的樹脂浸透所指定的纖維；然后蒸發(fā)掉浸漬纖維上的溶劑并使之干燥。這種典型的第一代預(yù)浸料溶劑浸漬的生產(chǎn)方法包括：干纖維通過張力輥到一浸膠
6、槽，然后經(jīng)過諸輥筒壓緊此膠液成等厚度，并從那里進(jìn)入一溶劑槽(典型的用于環(huán)氧樹脂的溶劑是丙酮或二氯甲烷)。從溶劑槽出來后把材料拉過一干燥塔(基本上是一垂直爐)，迅速蒸發(fā)掉溶劑并使樹脂固化到“B”階段。一定要注意保證不留溶劑，因?yàn)槿軇┑臍埩粑飼?huì)使最終制成品固化時(shí)產(chǎn)生空隙。此浸漬材料鋪上一涂有脫模劑的紙，然后整個(gè)兒被摧成產(chǎn)品，進(jìn)行儲(chǔ)存、冷凍，其儲(chǔ)存周期可持續(xù)幾個(gè)月或幾年。自動(dòng)化溶劑加工工藝在連續(xù)生產(chǎn)中可產(chǎn)生一致的結(jié)果。但其缺點(diǎn)包括：對(duì)溶劑的環(huán)境關(guān)注，環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)謹(jǐn)；對(duì)敞槽浸膠工藝需提供安全、防爆的車間，以及溶解有些堅(jiān)韌的樹脂體系而不損害
7、其機(jī)械性能的困難(盡管化學(xué)配方的進(jìn)展已改善了后面的問題)。這些障礙激勵(lì)了最近采用的另一種替代體系——熱溶浸漬。在這種方法中，一硅酮脫模紙被涂覆上樹脂膜(通常是在兩面)。干纖維和雙面膜組合在一起形成預(yù)浸漬單元生產(chǎn)出三組分的層板。這時(shí)通過加熱的壓緊輥筒把粘性的樹脂壓進(jìn)纖維以浸透它。然后層合的預(yù)浸料通過冷卻輥筒并從那里摧上大輥筒供儲(chǔ)藏及運(yùn)輸。樹脂膜重量、纖維密度、壓緊加熱和加壓壓力、冷卻速率和其它參數(shù)均數(shù)控控制以保證生產(chǎn)重復(fù)地達(dá)到要求的質(zhì)量。運(yùn)行速度高達(dá)170rn／min的精密涂膠機(jī)控制樹脂膜的重量接近到可在12～120g／m2之間進(jìn)行設(shè)
8、定。樹脂供應(yīng)商已調(diào)整化學(xué)成份以使其適應(yīng)熱浸漬的需要，減少了早先對(duì)熱熔工藝會(huì)不象溶劑工藝那樣能徹底浸透纖維的擔(dān)心。包括D射線測(cè)量的尖端在線監(jiān)測(cè)使樹脂的諸參數(shù)能迅速調(diào)整從而保證質(zhì)量。把纖維和樹脂集合在精確測(cè)定的數(shù)量范圍內(nèi)使廢料減至最少，并
