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连续纤维增强热塑性树脂基复合材料制备及其性能研究

连续纤维增强热塑性树脂基复合材料制备及其性能研究

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作者：黄明君上海工程技术大学

学位级别：硕士

本课题主要研究了连续碳纤维增强聚丙烯预浸带各过程的制备工艺。由于目前国内连续碳纤维增强聚丙烯预浸带在生产中展丝宽度较差,浸渍效果不理想等缺陷,因此本课题主要对这两点进行了研究与分析。本课题主要研究了连续碳纤维增强聚丙烯... 详细信息

本课题主要研究了连续碳纤维增强聚丙烯预浸带各过程的制备工艺。由于目前国内连续碳纤维增强聚丙烯预浸带在生产中展丝宽度较差,浸渍效果不理想等缺陷,因此本课题主要对这两点进行了研究与分析。本课题主要研究了连续碳纤维增强聚丙烯预浸带的制备工艺,讨论了预浸带制备过程中各工艺参数对预浸带性能的影响。探究了对碳纤维丝束预处理中的展丝工艺。通过对几种不同展丝工艺的对比,综合各工艺的优点,设计了一套简易的气流展丝装置。通过气体流动时受到碳纤维束阻挡产生的阻力使纤维丝束达到铺展的效果。熔融浸渍工艺方案及其参数的优化分析,基于Darcy定律对熔融浸渍工艺参数进行了理论分析,讨论熔融浸渍方式制备热塑性预浸带的性能影响因素,同时得出纤维的浸渍度和浸渍时间、浸渍温度和展丝宽度等最优化的工艺参数。设计一套浸渍过程中的熔融浸渍装置,利用热电阻加热板来提高加热效率及保温效果。利用拉伸试验测试预浸带的力学性能,并对拉伸断裂面进行了扫描电镜观察。该文主要结论如下:(1)气流展丝合理参数取值为:牵引速度为0.02m/s,气流速度为8m/s,以此参数进行展丝实验,得到的展丝宽度为20mm。(2)碳纤维束牵引速度越小、浸渍时间越长,则浸渍越充分。在不影响碳纤维和树脂材料性能的前提下,温度越高,熔融浸渍效果越好。得出的理想参数为:牵引速度为0.02m/s,浸渍时间为30s,浸渍温度为180℃。并以此制备出了宽度为20mm,厚度为0.40mm的预浸带试样。

关键词：连续纤维聚丙烯展丝工艺浸渍工艺

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