聚合物基复合材料第六章 热塑性聚合物基复合材料的制造方法
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6.1 概述
1、定义：
热塑性复合材料是以热塑性树脂为基体，以纤维为增强材料制成的复合材料。
2、分类：
①按性能分：
普通型复合材料
高性能热塑性复合材料
HFUT Polymer Matrix Composites 3②按增强材料形状分：
短纤维增强热塑性复合材料连续纤维增强热塑性复合材料
3、特性：
韧性、加工速度、废料的回收等
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4、热塑性复合材料的成型方法分类：
短纤维增强热塑性树脂的成型方法：注塑和挤出连续纤维增强热塑性树脂成型方法：
片状模塑料冲压成型工艺预浸料模压成型工艺片状模塑料真空成型工艺预浸纱缠绕成型工艺拉挤成型工艺
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6.2 预浸料或片状模塑料的制备
关键技术：热塑性树脂的浸渍技术1、预浸渍技术：
预浸渍后浸渍
主要特征：增强材料的完全浸润和浸渍，无缺陷，树脂
分布均匀。
HFUT Polymer Matrix Composites 7①熔融浸渍：
②溶剂辅助浸渍：
缺点：树脂粘度高，浸渍效果难达到；优点：无需溶剂缺点：溶剂沸点高，难除去；留在树脂中有增塑作用。优点：粘度小，可采用类似热固性树脂的浸渍技术。
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2、后浸渍技术：
——仅是纤维和树脂的物理混合
包括：薄膜层叠、粉末涂料、包裹、共纺织、混杂
HFUT Polymer Matrix Composites 93、热塑性片状模塑料的制备：
（国外简称GMT 或AZDEL ）①GMT 的干法工艺：
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优点：
增强材料可以任意设计、铺层，并可选择多种增强材料，生产不污染环境。
常用：PP 、PVC 、尼龙等。
工艺：
熔融浸渍法，即将连续纤维毡和PP 塑料片叠合后，在加热加压下使PP 浸透玻纤毡，排除气泡，冷却定型后制成GMT 。HFUT Polymer Matrix Composites 11②GMT 的湿法工艺：HFUT Polymer Matrix Composites 12
特点：
纤维和树脂分布均匀，纤维含量高。但该工艺不能用连续纤维，增强材料不能按需要铺设，生产过程有污水排放。
工艺：
将粉末树脂和短纤（10-15mm ）在拌浆槽内加水或泡沫悬浮剂搅拌成均匀的悬浮料浆，用泵输送到传送网带上，经减压脱水，形成湿毡，再干燥，收卷成坯料，在复合机内加热、加压、冷却、切断成GMT 。
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6.3 热塑性复合材料的冲压成型工艺
1、工艺：
2、特点：成型周期短、生产效率高；
收缩率低；模具费用低；
能成型形状复杂的大型制品。
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3、分类：
固态冲压成型工艺流动态冲压成型
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6.4 热塑性复合材料的拉挤成型工艺
常用的：PP 、尼龙，其它有PEEK 、PI 、PPS 、
聚砜、聚醚等；1、概述：
2、特点：无化学反应、易成型；
质量稳定、易控制；韧性好，断裂延伸率8-12%；
纤维不易露出制品表面，表面性能好。
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3、分类：
预浸纤维拉挤成型工艺纤维直接拉挤成型
4、预浸纤维拉挤成型工艺：
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5、纤维拉挤成型工艺：
HFUT Polymer Matrix Composites 196.5 热塑性复合材料的模压成型工艺
是采用热塑性树脂预浸料在模具内加热加压成型复合材料的一种成型方法。
工艺参数：温度、压力、时间；
一般模压压力为0.7-2.0MPa ，在成型温度下仅需几分钟时间。
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6.6 热塑性复合材料缠绕成型工艺
工艺原理与热固性树脂的干法缠绕相同，都是用预浸纤维或预浸带缠绕成型。
热塑性树脂熔融温度较高；
热塑性树脂缠绕成型后不需固化，因此，加工成本低。
热塑性树脂成型时，先将预浸纤维加热至熔融，再在与芯模的接触点加热，并由加压辊加压，使其熔接成一个整体。