热塑性树脂基体纤维缠绕工艺

玄武

热塑性树脂基体纤维缠绕工艺
热塑性树脂基体纤维缠绕工艺

1 前言

热塑性树脂及其复合材料近十多年来得到了迅速发展。与热固性材料相比，热塑性树脂具有优异的抗冲击韧性、耐疲劳损伤性能、成型周期短、生产效率高、可长期贮存、可进行修补和回收再利用等一系列优点。因而在航空航天、医疗、电子、机械等领域得到了越来越广泛的发展和应用。特别是随着刚性、耐热性及耐介质性好的的新型芳族热塑性树脂基复合材料的出现，使得热塑性复合材料克服了以往弹性模量低、抗溶剂性差、纤维与树脂结合强度低等缺点，可用于性能要求较高的结构材料。

航空航天中常用的热固性树脂常温下一般为液体，常温加工即可，相比而言高性能热塑性复合材料成型时一般需要较高的温度。常用的热固性树脂的固化温度为250°以下，而PEEK等热测性复合材料成型温度在350℃以上。同时先进热塑性复合材料的成型压力较大，而热固性复合材料的成用压力很低。较高的成型温度和较大的成型压力使得先进热塑性复合材料的制造成本很高，这是目前它们在各行业上的应用尚不普遍的根本原因之一。常用的热塑性复合材料成型工艺有：模压成型、热压罐成型、隔膜成型、拉挤成型、压延成型、纤维缠绕成型等，其中缠绕技术能较好的实现低成本和高效率的结合。热塑性树脂纤维缠绕既可像多数热固性系统所用的方式那样，先将热塑性预浸带用于法缠绕成型，然后在固化炉或热压罐内固化；又可用就地固化工艺成型。所谓就地固化成型就是利用热塑性树脂可再熔融的特点，缠绕时加热使材料粘结就位，并尽可能除掉残留的事气，同化所需压力由压力辊在接触部位提供，缠绕完冷却即获得终产品，不需再进行后固化。这种成型工艺最大的优点就是省去了热固性树脂复合材料成型的后固化过程，简化了生产流程，降低了生产成本，并打破了固化环节带来的一些对产品规格、性能的限制。

2 研究状况

热塑性树脂基体纤维缠绕工艺包括预浸带的成型，缠绕过程的加热、加压方式等诸多过程和因素，以下分别阐述：

2．1 新型高性能树脂基体

目前的高性能热塑性树脂主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫酸（PPS）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚醚砜（PES）、聚酰胺（PA）和聚酰胺酰亚胺（PAI）、聚酸亚胺（PI）等，其中很多已经工业化生产。


摘自http://www.frp.com.cn/ejforum/topic-1-1-362-1.html    作者yc