單向碳纖維預(yù)浸料是制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的主要中間材料,與碳纖維織物預(yù)浸料相比較,它不僅具有預(yù)浸料的共同優(yōu)點(diǎn),如使用方便,纖維和樹脂的含量可以控制,還可以按照制件承載的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)性能。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來說,單向預(yù)浸料有如建筑物用的磚,是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算的基本單元。因此,要求預(yù)浸料固化后有一致的規(guī)格尺寸和力學(xué)性能;對(duì)于制造工程師來說,預(yù)浸料還應(yīng)具有良好的工藝性能,以滿足鋪敷成型的要求。
單向碳纖維預(yù)浸料的應(yīng)用發(fā)展很快,大都由專業(yè)化工廠生產(chǎn)已經(jīng)有大量定型產(chǎn)品供用戶選用。生產(chǎn)方法大致可以分為兩類:干法和濕法。濕法是用樹脂固化體系溶液浸漬纖維,經(jīng)干燥除去溶劑,成為具有一定粘性的材料。根據(jù)所用設(shè)備和工藝不同可以分為:鋪制法,纏繞法,噴涂法等。干法是不用溶劑的預(yù)浸料生產(chǎn)方法,按其工藝不同可以分為:熱熔法和膠膜法。干法制備預(yù)浸料其優(yōu)點(diǎn)是不用溶劑,樹脂含量易控制,生產(chǎn)效率高,但要求較大的生產(chǎn)批量,而濕法纏繞成型預(yù)浸料卻可以滿足少批量,多品種預(yù)浸料的研制要求。本文介紹了濕法纏繞單向碳纖維預(yù)浸料的制作及質(zhì)量控制。
本文中,樹脂體系選用了國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多年使用經(jīng)驗(yàn)的648酚醛環(huán)氧樹脂,研究工作包括改進(jìn)纏繞設(shè)備,研究制備工藝和影響預(yù)浸料的樹脂含量的有關(guān)因素,改善預(yù)浸料外觀質(zhì)量的方法,以滿足當(dāng)前復(fù)合材料研究和生產(chǎn)的要求,并為研究其他預(yù)浸料制備工藝積累經(jīng)驗(yàn)。
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