先进热塑性树脂基复合材料预浸料的制备及纤维缠绕成型技术

   
      本文简要总结了国内外高性能热塑性树脂的基本性能与开发应用现状。详细论述了预浸渍（反应链增长浸渍工艺、熔融浸渍工艺和溶液浸渍法）和后浸渍（纤维混合法、粉末混合工艺、Fit工艺和薄膜叠层法等）两大类热塑性复合材料预浸料的制备方法，着重介绍了应用较少的溶液浸渍法，并分析了各种制备方法的优缺点。对比分析了热握性复合材料缠绕成型三条工艺路线（预浸带缠绕／原位固结工艺，预浸带缠绕／后固结工艺和在线浸渍缠绕／原位固结工艺）各自的特点与优势。最后介绍了本课题组采用在线溶液浸渍缠绕／原位固结成型工艺制备连续纤维增强新型可溶性聚芳醚砜酮( PPESK)树脂基复合材料（套筒部件和NOL环）方面所取得的研究进展。

       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新型芳香族热塑性树脂基体复合材料的出现，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。

       热塑性树脂基复合材料的成型方法主要是从热固性树脂基复合材料及金属成型技术借鉴而来。按照所用的设备可以分为注塑成型、热压成型、真空模压成型、纤维缠绕成型、辊压成型、喷挤成型及树脂注入成型等。在诸多的复合材料成型方法中，缠绕技术能较好地实现低成本和高效率的结合。对热塑性复合材料而言，该方法有着不同于热固性复合材料的优越性，即热塑性复合材料易于实现“原位”成型，以省去如热固性复合材料所需的“后固化”环节，从而进一步提高制品的生产效率。所谓“原位”成型，即在缠绕过程中，线材（或带材）在芯模上铺贴与定型（热固性复合材料为固化）可同时完成，而“后固化”则需要另一个独立的步骤才能完成。

2高性能热塑性树脂研究发展现状

      早期热塑性树脂基复合材料所用树脂主要是聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。这类热塑性树脂基复合材料的优点是韧性好，成型工艺简单，制造周期短。缺点是热变形温度低，刚性差。所以这类树脂只能满足一般行业中对材料的要求，难以满足航空航天等部门对高性能复合材料的使用要求。

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