碳纤维预浸料的生产方法
制作碳纤维定制产品时,多用到碳纤维预浸料作为基础,可能很多人没见过碳纤维预浸料长什么样子。其实碳纤维预浸料就是一张薄薄的类似纸张一样的东西。生产碳纤维预浸料的技术源于日本,让我们了解一下它的生产方法。
碳纤维预浸料的生产方法概述
碳纤维预浸料是由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料,进过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺而成的复合材料。形状就是薄薄的一层,比纸张还要薄,想要用它来加工碳纤维板和碳纤维管的话,需要很多层铺叠在一起,再进过一系列的程序加工。
碳纤维预浸料生产方法的2种重要步骤
1、浸胶:浸胶是非常重要的一个步骤,将碳纤维丝束浸润在树脂基体中,只有充分浸润之后,树脂基体才能充分的包裹碳纤维原丝,形成稳定的物理结构,保证碳纤维预浸料的性能稳定。
为了保证浸胶的充分,胶液的浓度、胶液的粘度、浸渍的时间、张力和刮胶这几个因素一定要控制好。胶液的溶度值得是胶液中树脂的含量,它影响到溶液对树脂的渗透能力,一般来说使用50%浓度的;胶液的粘度也会影响到渗透能力,同时,它还会对布的厚度有影响;浸渍的时间长度根据布是否能浸透来确定;张力和刮胶是在机器运作时所要控制的变量,根据布的规格和性能来决定。
2、烘干:浸胶完成后的碳纤维预浸料里面含有其它物质,所以要进行烘干,让多余的物质挥发出去。烘干也是一门技术活儿,需要控制好时间和温度,温度过低或时间过短会造成产品气孔过多,温度过高或时间过长会影响预浸布的质量。
3、裁切:裁剪则是将质量不符合标准(例如有污垢、破损严重)的布料减去,保留形状完好的部分,再进行分割,分割成固定尺寸的大小。
碳纤维预浸料浸润的2种常用方法
将碳纤维丝束浸润在树脂基体中时,需要选择合适的树脂基体和正确的进入方法,才能得到想要的碳纤维预浸料。目前常用的热固性树脂如环氧树脂等,经过多年的研究和实验,浸润效果较好的有溶液法和热熔法。
1、溶液法:将树脂溶于一种低沸点的溶剂中,形成一种具有特定浓度的溶液,然后再将纤维束或者织物按规定速度浸渍树脂溶液,用辅助工具控制树脂的含量,然后通过干燥使低沸点的溶剂挥发,最后收卷。
2、热溶法:在一定的压力和温度下,把符合要求的树脂胶膜和相应的纤维或织物经过热溶浸胶进行压浸渍,所制用出来的材料即为热熔预浸料。它的优点是树脂含量可控,可以生产出规定重量的预浸料,一般在实际生产中多采用此方法。
将碳纤维预浸料生产出来不是一件容易的时间,其中涉及到的技术、设备、人力、物力不可谓不多,否则全球这么多国家和企业,也不会只有有限的一些具备碳纤维预浸料的生产能力。想要制备性能出众的碳纤维预浸料就更难了,不仅需要严谨的态度、先进的技术,甚至还需要一点点运气。
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