热塑性复合材料制备工艺概述(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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(1)注塑成型是生产短纤维增强塑料的主要方法。短纤维增强塑料至少有50％(质量分数)是通过注塑机成型的。生产工艺包括加料及熔融，并在一定的压力下将熔体(短玻璃纤维和塑料混合)注入到金属模腔中；然后，制品固化成所设计的形状。优点是制品加工成本低，加工数量不受限制，甚至无需后续加工，基本上是一种连续性批量生产方法。

(2)热压成型是一种快速、批量成型热塑性树脂基复合材料制品的工艺方法。用热成型工艺制造复合材料制品与制造纯塑料制品不同，预浸料在模具内不能伸长，也不能变薄。模具闭合之前，预浸料要从夹持框架上松开，放在下半模具上。闭合模具时，预浸料铺层边缘将向模具中滑移，并贴敷到模具型面上，预浸料层厚保持不变。

(3)真空模压成型工艺是近年来以金属超塑性成型和热固性复合材料热压罐成型为基础，开发出的一种新型的适合于热塑性树脂基复合材料的成型方法。它广泛应用于航空、航天器件的制造。成型时，将剪裁成要求尺寸的片材预热后移到金属模具上，然后密封片材和金属模具的外周边；模腔内拍成真空，片材紧贴在模腔壁上，冷却后脱模即可得到所儒形状的制品。

(4)纤维缠绕成型是一种连续化制备复合材料的方法。目前，热塑性复合材料在纤维缠绕制品中的应用研究工作正在积极进行。一般将纤维与树脂制成预浸来或预浸带，然后在缠绕机上成型。成型过程中可采用红外灯、石英炉或热空气对芯模与冷压辊之间的预浸料局部加热，制品成型在缠绕中完成。

(5)辊压成型主要借鉴于金属成型方法。设备由一系列(一组或多组)热压辊和冷压辊组成，铺好的预浸料受热后首先通过一组热辊使预混料变形，然后通过一组间距逐渐减小的冷辊成型。

(6)自从1951年第一个关于拉挤工艺的专利诞生以来，拉挤工艺已经发展成一种广泛用于制造连续纤维增强塑料型材的成型方法。实现拉挤工艺的设备主要是拉挤机。拉挤成型是将预浸带或预浸纱在一组拉挤模具中固结，预浸料或是边拉挤边预浸，或是另外浸渍。一般的浸渍方法是纤维混纺浸债和粉末流化床浸渍。

(7)树脂注射成型也称为“树脂传递模塑”，它是一种从热固性树脂基复合材料成型技术 RTM借鉴过来的成型方法。在成型制品时，首先将环状齐聚物树脂粉末在室温下放入不锈钢压力容器中；绝热的容器逐渐加热到注入温度时，加入引发剂粉末，搅拌均匀；再用氮气给压力容器充压，树脂通过底部开口和加热管道注入纤维层状物或预成型物的模腔中。当树脂充满模腔后，将模具温度提高到聚合温度，树脂进一步聚合；聚合完成后，将模具按要求降温、开模即得到最终制品。

(8)真空袋模压成型是一种成本较低的简便成型方法。预浸料铺层放在模具上后，利用真空袋及密封胶密封，然后对预浸料铺层加热融真空，预浸料在大气压力及温度作用下成型。在第三十六届JEC复合材料展览会上，英国的SP Systems公司展示了这种新工艺，使用真空袋模压法生产复合材料制件。据称，它具有空隙含量低，制件性能高，省劳力，降成本等特点，可用于汽车部件的生产。

3 FRTP应用前景

由于与许多材料相比具有的独特性能，热塑性复合材料在航天航空、汽车、电子、电器、医药、建材等行业得到广泛的应用。美国洛克希德·马丁公司在一份报告中指出，用碳纤维增强热塑性复合材料制造发动机进气道，可使成本降低30％。而玻璃纤维毡增强热塑性片材(GMT)是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种，被视为对世纪新材料之一。目前欧美各国热塑性树脂基复合材料占到了玻璃纤维增强复合材料总量的30％以上，估计全世界GFRTP年产量已达200万t，而我国GFRTP年产量不足5000t ,所以我国要加快FRTP，特别是GFRTP的研究与发展。 (

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