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1、第二十四卷第五期高科技仟稚与应用V01.24N0.5一eean.1999年10月HiTehFibr&APPlicttooct1999复合材料用预浸料,张凤翻(北京航空材料研究院北京100095)预浸料的基本概念成型方法对各类预浸料的要求·虽然预浸工革和树脂体系配方仍是各公司或厂家的专利,但-,、,预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下是不同规格品种不同性能的预浸料已商,,、浸渍连续纤维或织物制成树脂基体与增强体品化可以适应航空航天工业乃至国民经济,。。的组合物是制造复合材料的中间材料它的各个部门的应用.,11对预浸料的基本要求:一些性质直接带入复合材料中是复合
2、材料的基础。复合材料的性能在很大程度上取决于预预浸料的一些性能基本上原封不动的带到,浸料的性能。对于复合材料设计师来说,预浸复合材料及其构件中是复合材料性能的基,,料是具有一定力学性能的结构单元可用以进础复合材料成型时的工艺性能和力学性能取。行结构设计。对于复合材料工艺工程师而言,决于预浸料的性能通常对预浸料的主要要求,如:预浸料是制造结构的原料可直接用以制造各下。种复合材料构件。预浸料的优劣关系到复合材(l)树脂基体和增强体的匹配性好即增强,料的质量。因此,预浸料对复合材料的应用和体表面经过处理和树脂基体相容以使复合材。发展具有重要意义。料有优良的层间强度
3、。,(2)具有适当的粘性和铺覆性粘性不宜太预浸料从40年代末期开始采用但在很长,一段时间没有给予足够的重视和得到应有的发大以便铺层有误时可以分开重新进行铺贴而。,;,展只有到了60年代末70年代初高性能增强预浸料又无损坏粘性也不能太小以使在工、,。纤维如碳纤维芳纶等的相继问世预浸料才作温度下两块预浸料能粘贴在一起不致分开受到重视,’有了长足的发展。随着增强纤维性复杂形状或曲率大的构件,要求预浸料在一定,,,,能不断提高促进了预浸料研究和开发工艺的外力作用下能服贴地粘贴在模具上去掉技术日趋成熟,应用范围不断扩大。到了80年外力也不会反弹从模具上脱开。。,(3)
4、树脂含量偏差应尽可能低至少控制在代世界上大部分碳纤维都是以预浸料的形式,应用的。士3%以内以保证复合材料纤维体积含量和力,,。近年来新型高性能热塑性树脂的出现学性能的稳定性对于非吸胶预浸料尤其是这,,。复合材料的某些性能得到进一步提高但因熔样希望树脂含量偏差能控制在士1%以内、,。点高熔融粘度大没有合适的低沸点溶剂可(4)挥发分含量尽可能小一般在2%以,,,,下以降低复合材料中的孔隙含量提高复合溶给预浸料的制造带来一系列新问题需要、,。主引入新概念采用新工艺于是开发了许多新材料的力学性能要承力构件预浸料的挥发。。的预浸料工艺方法目前预浸料制造已成了一分含量要
5、求控制在0.8%以下,,,种专门的工艺技术由专业化工厂进行生产(5)具有较长的贮存寿命通常要求室温下,,的1,一6,制造技术有了很大提高质量控制得到加强粘性贮存期大于个月18℃下大于个月,以。实现了工艺过程的自动化可以保证产品的稳满足复合材料铺贴工艺和力学性能要求,,定性。另外,预浸料品种多样,能够满足不同(6)固化成型时有较宽的加压带即在较宽收稿日期:19990828:第五期张凤翻复合材料用预浸料,。,的温度范围内加压都可得到满意的复合材料(3)制品表面精度高因为浸演完全预浸。,,,。构件而对性能无明显影响料中无气泡因此制品表面光洁质童高。(7)有适当的流
6、动度层压件流动度可以大(4)预浸料作为中间材料有利于文明生产和,。;一些以便树脂均匀分布并浸透增强材料夹安全生产,,。层结构流动度应比较小以使面板和芯材能牢(s)对树脂有一定要求选择范围较窄通。,固的结合在一起常在室温应是半固态到固态粘度小的树脂尚.12预浸料的基本特征。需增粘溶液法制预漫料树脂应能溶于常用低:。先进复合材料用的预浸料有以下特征沸点溶剂中。,。(1)可以正确控制增强体的含t和排列由(6)制造工序较多价格昂贵.,13预浸料的原材料于在预浸过程中准确控制了树脂含童固化时,。,树脂流出很少可以得到精度很高的成品预浸料的原材料包括增强体和基体主要。。
7、,辅助材料是离型纸和压花聚乙烯薄膜(2)是干态材料容易铺层制品可以局部,,、、加强通过改变预浸料层数能够制得不同厚预浸料用增强体主要是碳纤维芳纶玻.。、度的制品璃纤维及其它们的织物其它纤维如硼纤维高强破纤维中模童碳纤维破纤维高模童破纤维·超高模贡破纤维E玻璃纤维S玻璃纤维··R玻璃纤维纤维K洲lar29Kevlar49Kevlar149增强体硼纤维破纤维织物玻璃纤维织物:织物.芳纶织物满杂奸维织物图1一1预浸料用增强体离科技仟稚与应用第二十四卷图1一2预浸料用基体、,超高相对分子质量聚乙烯纤维碳化硅纤维等(l)具有高的强度和模量断裂伸长率应。一。,。在目前结
8、构复合材料中使用较少见图11大且性能的分散性应尽可能