热塑性树脂熔融浸渍连续碳纤维装置及工艺研究.pdf

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1、塑料工业第44卷第11期CHINAPLASTICSINDUSTRY2016年11月热塑性树脂熔融浸渍连续碳纤维装置及工艺研究水黄明君，翟建广(上海工程技术大学材料工程学院，上海201600)摘要：研发出了一套热塑性树脂熔融浸渍连续碳纤维的生产装置。该装置主要由分丝系统、浸渍系统以及牵引系统等部分所构成，其特点是利用气流展丝，柱状辊系分散纤维束以及竖向并列双辊浸渍纤维束，并通过牵引系统。利用该装置可制备纤维质量分数在30％～70％的连续纤维增强热塑性树脂(聚丙烯等)复合材料。对该浸渍装置的设计和工作原理进行了分析说明。关键词：碳纤维；热塑

2、性树脂；熔融浸渍；气流展丝doi：10．3969／j．issn．1005-5770．2016．11．017中图分类号：TQ320．5文献标识码：A文章编号：1005—5770(2016)l1—0074—05DeviceandTechnologyforImpregnationofContinuousCarbonFiberRoving、thThermoplasticResinMeltHUANGMing—jun，ZHAIJian—guang(CollegeofMaterialsEngineering，ShanghaiUniversityofE

3、ngineeringScience，Shanghai201600，China)Abstract：Asetofdeviceforimpregnationofcontinuousfiberrovingwiththermoplasticsmeltwasdeveloped．Thedeviceismainlycomposedofthesub—wire，dippingandtractionsystems，whichischaracterizedbyairflowexhibitionsilk，columnarrollsandverticaldispe

4、rsionfiberbundleparalleltwin-roll—impregnatedfiberbundle，andtheuseofpressesrolling．Itcanbeusedtopreparecontinuousfiber—reinforcedthermoplasticresin(polypropylene，etc．)withfibermassratioof30％to70％．Thedesignandoperatingprincipleoftheimmersionunitwereanalyzed．Keywords：Carbo

5、nFiber；ThermoplasticResin；MeltImpregnation；PneumaticSpreading随着技术的进步以及对材料性能要求的不断提渍，熔融浸渍和纤维共混方法等。本文在相关课题研高，连续纤维增强热塑性复合材料因其拥有更优究的基础上，不断地进行理论模拟以及实验研究，研秀的增强效果，渐渐替代了短以及长纤维增强材料，制开发了一套热塑性树脂熔融浸渍连续纤维束装置，所以对连续纤维增强热塑性复合材料的制备以及性能对该浸渍装置的设计以及工作原理进行了分析说明。的研究，具有重要的意义。碳纤维拥有很强的综合性1热塑性树脂熔融

6、浸渍单向连续纤维装置能，在碳纤维产业链，预浸料是其中间环节。带状的预浸料(简称预浸带)广泛应用于多个领域的碳纤维复合材料零件制造，如飞机机翼、汽车车身、风机叶片等。连续型碳纤维热塑性预浸带，由于力学性能图1熔融浸渍工艺示意图优异、可回收利用，是预浸带的新发展方向。制备连Fig1Meltimpregnationprocessscheme续纤维热塑性树脂基复合材料的最大难点是在于如何将高黏度的热塑性树脂熔体均匀，全面地浸渍分散开连续纤维熔融浸渍装置主要包括纱架、分丝的连续纤维束。通过浸渍过程中热塑性树脂的状态，系统、浸渍系统和压力牵引系统等

7、几部分。制备高性可以将浸渍工艺分为以下几类：粉末法浸渍，溶液浸能的连续碳纤维热塑性预浸带，其加工过程有放卷、上海工程技术大学材料工程学院内涵建设项目(nhky-2013—05)，上海工程技术大学研究生科研创新项目(15KY0505)通信作者zhaijianguang@sues．edu．cn作者简介：黄明君，男，1992年生，在读硕士研究生，研究方向为连续增强热塑性树脂基复合材料的制备加工和应用。277384608@qq．corn第44巷第11期黄明君，等：热塑性树脂熔融浸渍连续碳纤维装置及：T艺研究展丝、树脂浸润、轧制共四个丁艺。以下对

8、分丝系里的单丝逐步分开。碳纤维丝束的单丝直径只有6统、浸渍系统和压力牵引系统进行了分析说明。其整m。由于辊轮和丝束接触，所以存在一定的横向摩体生产流程如图1所示。擦力。虽然碳纤维的纵向强度非常高，但横向非常