多途徑攻克連續碳纖維熱塑性單向預浸帶制備難題
在單向預浸帶的諸多制備工藝中,熔融浸漬工藝使用最為廣泛,但是缺陷也是很明顯的。例如,在實際生產中,連續碳纖維絲束與PEEK/PPS這類熱塑性樹脂之間很難充分熔融,浸漬程度不夠理想,而且連續碳纖維絲束不可避免地會發生屈曲,這種屈曲容易導致絲束斷裂損傷,進而影響到復合材料的使用性能。
熔融浸漬技術的優化主要體現在對連續碳纖維展開裝置的改進和對浸漬模具的改進兩方面,因為連續碳纖維展開程度對浸漬的均勻性有直接影響,而浸漬模具是控制浸漬均勻性、含膠量穩定性的關鍵。
展開裝置的作用是將連續碳纖維放在紗架后,經過輥輪調節使其受力均勻地進入分絲系統,通過分絲系統的展開輥和預熱后,充分展開后的連續碳纖維絲束再進入浸漬系統中,在高溫高壓下與熔融的PEEK或PPS樹脂實現浸潤。
浸漬模具的改進則集中于以下幾種:一是對出料口的改進,例如通過螺旋擠出機實現對預浸料中樹脂含量的控制,大幅度提高樹脂對纖維的浸漬效果;二是在浸漬系統上開設減壓口,以此來調節浸漬系統中熔融樹脂的壓力;三是設置多個樹脂注入口,以提高浸漬效率和均勻性;四是使用多級十字頭模具,實現浸漬系統對多根碳纖維同時浸漬,為預浸料批量化生產奠定基礎。
國際市場上對連續CF增強PEEK/PPS單向預浸帶(UD)的質量評價主要看預浸帶中所含樹脂的量能否精確可控,樹脂能否充分穿透碳纖維絲束且均勻分布于其中,預浸帶的孔隙率和剪切強度等指標能否達到理想值。
智上新材料科技通過理論與實踐相結合,在頻繁實驗中了解預浸帶在各個階段粘度和結晶度的變化,找到傳統工藝下預浸帶性能不穩定的關鍵原因,多次改進展紗和浸漬系統。這些持續細微的改進不僅克服了樹脂與增強體之間浸漬不均勻、耗能巨大等顯性問題,還可以精確控制增強體和基體的比例,最終實現了對預浸帶空隙率、尺寸穩定性以及含膠量的控制,制備出滿足不同需求的連續CF增強PEEK/PPS單向預浸帶(UD)。










































