連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic composites,簡稱CFRT)是指以熱塑性樹脂為基體,連續(xù)性纖維為增強(qiáng)材料,經(jīng)過樹脂熔融浸漬、擠壓等工形成的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛性、高韌性、可回收的新型熱塑性復(fù)合材料。
由CFRTP制成的薄膜和片材可以以多變的方式組合,從而為設(shè)計師提供了更多設(shè)計自由度 圖片:Covestro AG
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料性能優(yōu)異,在交通運(yùn)輸,航空航天和國防,工業(yè)和體育用品方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
CFRT的應(yīng)用領(lǐng)域 圖片來自GPM
熱塑性復(fù)合材料制件的生產(chǎn),一般情況下需要經(jīng)過兩個過程:
(1)片材(預(yù)浸漬)的制備;
(2)制件的成型。
預(yù)浸料是用樹脂基體在嚴(yán)格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物,制成樹脂基體與增強(qiáng)體的組合物,是制造復(fù)合材料的中間材料。預(yù)浸料的某些性質(zhì)直接帶入復(fù)合材料中,是復(fù)合材料的基礎(chǔ)。復(fù)合材料的性能在很大程度上取決于預(yù)浸料的性能。
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料單向預(yù)浸帶
與熱固性樹脂基復(fù)合材料相比,連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的浸漬更復(fù)雜,由于熱塑性樹脂的熔體黏度大,一般都超過100Pa·s,熔體流動困難,使得增強(qiáng)纖維很難獲得良好浸漬,因此解決熱塑樹脂對連續(xù)增強(qiáng)纖維的浸漬問題成為制備CFRTP片材的關(guān)鍵技術(shù)。
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的浸漬方式主要有溶液浸漬法、熔體浸漬法、粉末浸漬法、漿狀樹脂沉積法、混編法、薄膜疊層法及反應(yīng)浸漬等。