连续纤维增强PEEK等高性能热塑树脂基体预浸料技术难点

发表时间：2018-04-16 22:08作者：关键词：预浸料 PEEK 复合材料

关键词：预浸料 PEEK 复合材料

众所周知，PEEK、PPS和PI等高性能树脂基体复合材料有力学性能高、耐腐蚀、耐冲击、耐工业油、阻燃、制品加工过程无污染、产品能二次加工和可回收等优势。以这些材料为基体制备的连续纤维增强复合材料，在航空航天等领域应用在迅速发展。但这些高性能树脂的溶剂少、熔点高、溶解和熔化后粘度很高，采用传统制造复合材料的办法很难实现这些树脂与纤维浸渍，其中关键难点是要充分展开纤维并保证纤维展开过程被损断最少，再把树脂与展开后纤维浸渍，各方法及其优缺点见下表。目前只有国外三至四家单位成功实现了工业化制备这种复合材料预浸料。

表1 高粘热塑树脂浸渍纤维方法及其优缺点

	优点	缺点
溶液预浸法	设备简单，操作容易	1、该法对聚合物的溶解性要求很高，有局限； 2、后期需要将溶剂除去，增加了操作步骤、提高成本、溶剂容易影响性能，且溶剂会对环境造成污染。
粉末湿法预浸	不会因聚合物在高温下持续时间过长而导致性能退化	1、对悬浮液要求很高，需要有适宜的浓度，以及粉末在液体中要均匀的分布； 2、后期需要将载体液体除去，容易影响性能
熔融预浸法	1、不使用溶剂，生产现场和环境无污染； 2、预浸料的挥发分含量低。	热塑性粉末材料加热后的熔融黏度高；一旦温度控制不好，高温下树脂易裂解。此法仅适用于加热熔融后黏度较低的树脂材料。
薄膜层叠法	没有损伤纤维的过程	1、聚合物熔体不能迅速渗入纤维束，预浸时间较长； 2、增强纤维和聚合物基体很难完全紧密地复合在一起，树脂/纤维的界面结合较弱，复合材料的各项性能不能正常发挥出来。适于低黏度树脂直接预浸纤维织物。
粉末干法预浸	适合于高温高黏度聚合物基体	工艺控制难、树脂研磨成本高、生产效率低

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