纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技术发展概况

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1、玻璃钢复合材料990414玻璃钢/复合材料FIBERREINFORCEDPLASTICS/COMPOSITES1999年　　第4期　　No.4　1999纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技术发展概况　孙宏杰　　　　张晓明　　　宋中健　　摘要：　本文系统地介绍了纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技术。　　关键词：　热塑性复合材料　预浸渍PROGRESSOFPREPREGTECHNOLOYINFRTPSunHongjie　SongZhongjian　　(HarbinUniversityofarchitecture)ZhangXiaoming(Harbin

2、GRPResearchInstitute)Abstract:　Thearticledescribesprepregtechnologyoffiberreinforcedthermoplastics(FRTP)systematically.Keywords:　FRTP　prepreg1　前　言　　近年来热塑性树脂基复合材料的发展在国内外受到普遍重视，技术发展十分迅速，复合材料已不局限于短切纤维与热塑性基体复合，在长纤维与热塑性基体复合方面也取得了极大进展〔1〕。　　热塑性树脂熔体粘度高，熔融温度或成型温度高，在低沸点溶剂中溶解能力差或根本不溶解

3、，给热塑性树脂浸渍纤维以及成型加工带来困难，也限制了热塑性复合材料的应用和发展。于是，预浸料的制造就成为热塑性复合材料研究的首要的课题。2　溶液浸渍法　　溶液浸渍法（So1utionImpregnationTechnique）是选择一种合适的溶剂，也可以是几种溶剂配成的混合溶剂，将树脂完全溶解，制得低粘度的溶液，并以此浸渍纤维，然后将溶剂挥发制得预浸料。其工艺流程见图1。单向平行张紧的纤维通过喂丝架输送到树脂槽内浸渍溶液状树脂，然后通过干燥箱将水分或其它溶剂烘干，再经压辊系统压实，在树脂非固化状态下由卷带装置卷绕成卷，制成预浸料。万方数据fi

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5、/qk/blgfhcl/blgf99/blgf9904/990414.htm（第1／10页）2010-3-2215:49:29玻璃钢复合材料990414图1　溶液浸渍工艺流程1-喂丝架；2-树脂浸渍槽；3-干燥箱；4-压辊；5-光检测系统；6-预浸料3　熔融浸渍法　　熔融浸渍法（MeltImpregnationTechnique）是国外70年代初发展起来的一种制备预浸料的工艺方法。　　与溶液浸渍法相比较，熔融浸渍法由于工艺过程无溶剂，减少了环境污染，节省了材料，预浸料树脂含量控制精度高，提高了产品质量和生产效率。　　熔融法又可

6、分为直接浸渍法和热熔胶膜法两种预浸方法。　　前者是通过纤维或织物直接浸在熔融液体的树脂中制造预浸料。通过熔融技术，在高粘度下浸渍纤维，因为熔体粘度高，将树脂压入纤维很困难，实际的办法是在一定的张力下将平行的丝束从树脂熔体中拉过而浸渍纤维，为了得到很好的浸渍效果，熔体的粘度不能太高。　　后者的工艺原理见图2。将树脂分别放在加热到成膜温度的上下平板上，调节刮刀与离型纸间的缝隙以满足预浸料树脂含量的要求，开动机器，主要通过牵引辊使离型纸与纤维一起移动，上下纸的胶膜将纤维夹在中间，通过压辊将熔融的树脂嵌入到纤维中浸渍纤维，通过夹辊控制其厚度，经过冷却

7、板降温，最后收起上纸，成品收卷。热熔胶膜法由于其工艺的特殊性，并非所用的树脂基体都能满足这一工艺要求。采用热熔法制备预浸料的树脂必须满足以下三个基本要求：（1）能在成膜温度下形成稳定的胶膜；（2）具有一定的粘性，以便预浸料的铺贴；（3）熔融树脂的最低粘度不要太高，便于预浸纤维。万方数据file:///E

8、/qk/blgfhcl/blgf99/blgf9904/990414.htm（第2／10页）2010-3-2215:49:29玻璃钢复合材料990414图2　热熔胶膜法预浸工艺原理1-下刮刀；2-纤维；3-上刮刀；4-顶纸放卷；5-压辊；6-

9、牵引辊；7-顶纸收卷；8-产品收卷；9-冷却板；10-夹辊；11-加热板；12-底纸收卷4　粉末工艺法　　粉末工艺法（PowderImpregnationTechnique）是将粉状树脂以各种不同方式施加到增强体上。这种工艺生产速度快，效率高，工艺控制方便，在一条生产线上可以浸渍广泛的树脂基体，其中一些方法在国外已经完成由研究向生产的转化〔3〕。　　根据工艺过程的不同及树脂和增强体结合状态的差异，粉末预浸法可分为以下几种方法。4．1　悬浮液浸渍法　　悬浮液浸渍法（SuspensionImpregnationTechnique）是制备纤维增强热

10、塑性树脂基复合材料的一种新的工艺方法。近年来，国内外有关这方面的报导日益增多。　　这种工艺是将树脂粉末及其它添加剂配制成悬浮液，增强纤维长丝经过浸液槽中，在其中经悬