碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(編輯修改稿)
2025-05-27 03:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 編織成型，纖維貫穿材料的三個(gè)方向形成三維整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以從根本上解決了傳統(tǒng)復(fù)合材料沿厚度方向的剛度和強(qiáng)度性能較差，面內(nèi)剪切和層間剪切強(qiáng)度低，易分層且沖擊韌性和損傷容限低等缺點(diǎn)。 三維編織碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料 美國(guó) A． B． Maeander等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了三維編織物能夠大幅度提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度這一事實(shí)。正是基于這些優(yōu)點(diǎn)， C3D／ PA復(fù)合材料必將擁有廣闊的發(fā)展前景。 C3D／ PA復(fù)合材料的合成工藝 傳統(tǒng)熱塑性復(fù)合材料合成方法有兩種， 預(yù)先浸漬法和后浸漬法 。 這兩種方法各有利弊， 預(yù)先浸漬法 在加工前即已達(dá)到成品形狀，其缺點(diǎn)是 不易形成復(fù)雜形狀的制品且浸漬液的揮發(fā)和回收費(fèi)用高，容易造成環(huán)境污染 ； 后浸漬法 采用纖維混編或?qū)⒎蹱罨w材料與增強(qiáng)纖維共混熱壓，較之預(yù)先浸漬法 容易形成形狀復(fù)雜的制品，但成型過(guò)程中極易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 。 后浸漬法與三維整體編織技術(shù)： C3D／ PA復(fù)合材料的合成工藝 后浸漬法將纖維狀熱塑性聚合物與增強(qiáng)纖維共混編織或粉狀熱塑性聚合物與增強(qiáng)纖維混合后，加熱至聚合物熔點(diǎn)以上的溫度，保壓成型，其實(shí)質(zhì)亦是 以聚合物熔體浸漬纖維 。 Wen— Shyong Kuo采用后浸漬及兩步編織法制得 C3D／PA復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)性能和破壞形式作了研究，認(rèn)為控制合適的熔融溫度和保壓時(shí)間對(duì)其性能的影響十分明顯。 Mitsugu Todo等亦以整體編織技術(shù)制備并研究了 C3D增強(qiáng) PA及改性尼龍 ( PA)復(fù)合材料拉伸破壞行為。 C3D／ PA復(fù)合材料的合成工藝 天津工業(yè)大學(xué) 復(fù)合材料研究所研究的“三維異型整體編織工藝的研究和三維編織設(shè)備及織物的研制”項(xiàng)目，已獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 吳曉青 等的研究表明，采用三維整體編織方法成形的熱塑性復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比國(guó)外采用注射成型法熱塑性復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度高 。這說(shuō)明三維整體編織技術(shù)是制備C3D／ PA復(fù)合材料的一種可行方法。 C3D／ PA復(fù)合材料的合成工藝 但目前，國(guó)內(nèi)尚未有以此技術(shù)進(jìn)行 C3D／ PA復(fù)合材料制備的報(bào)道。由于三維整體編織所制得的材料是預(yù)制件而不是最終產(chǎn)品，要形成復(fù)合材料還必需注入基體復(fù)合固化，工藝較為復(fù)雜。 液態(tài)原位縮聚與靜態(tài)澆鑄法： 樹脂傳遞模塑 (RTM)工藝 是三維編織復(fù)合材料最適宜的制備技術(shù)，然而 RTM 對(duì)基體的要求苛刻 (如粘度，固化時(shí)間等 )，使得三維編織復(fù)合材料的基體僅限于一些低粘度的熱固性聚合物，嚴(yán)重制約了三維編織復(fù)合材料的快速發(fā)展。 C3D／ PA復(fù)合材料的合成工藝 PA6熔體的粘度較高，流動(dòng)性差 ，因此 與三維編織體浸潤(rùn)不好 。但其單體具有較低粘度，理論上我們可以采用液態(tài)原位縮聚法合成 C3D／ PA復(fù)合材料。 所謂 液態(tài)原位縮聚 ，是指基體材料在小分子
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