热塑性碳纤维预浸料如何制备？难度如何？

    碳纤维复合材料因为树脂类型的不同可分为热塑性和热固性2个方向，热塑性碳纤维复合材料因为性能更优秀被寄予厚望。但是热塑性碳纤维复合材料预浸料的制备难度却不小，想要解决这个问题，得从展丝这个环节开始。

 
    5种制备热塑性碳纤维预浸料的方法
 
    热塑性碳纤维复合材料就是碳纤维原丝和热塑性树脂融合而成的产物，其中热塑性树脂有聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酰胺等等，这些树脂具备的性能各有千秋，因此想要得到性能稳定的热塑性碳纤维预浸料，得找到对应的制备方法。
 
    1、溶剂浸渍法：把热塑性树脂溶解在某种合适的溶剂中，使其粘度下降到一定的水平，随后用传统的热固性树脂的浸渍方法浸渍碳纤维或碳纤维细带。
 
    2、熔融浸渍法：采用加热使热塑性树脂熔融来浸渍碳纤维或碳纤维织物。
 
    3、纤维合并工艺法：把热塑性树脂纤维与增强纤维混杂在一起，在纺织过程中，共同编织成一束丝或者布，然后在成型加工过程中使增强的碳纤维得到比较好的浸渍。
 
    4、热膨胀传递模塑法：利用单体或预聚体所具有的初始分子量小，熔体粘度低及流动好的特点，使纤维与之一边浸渍，一边发生化学反应，从而得到理想的浸渍效果。
 
    5、熔体拉挤法：采用一种特殊结构的拉挤模头，使纤维束经过这一充满高压熔体的模头时，反复多次承受交替的变化，促使纤维与熔体强制性的浸渍。

 
    制备热塑性碳纤维预浸料得先解决展丝的问题
 
    热塑性树脂需要充分浸润碳纤维原丝，并均匀包裹在碳纤维原丝外部，这样才能性能性能稳定的热塑性碳纤维预浸料。当时这是理想状态，现实情况是热塑性树脂高温熔化后具有很强的粘性，想要均匀包裹碳纤维原丝难度很大。
 
    另外碳纤维通常以丝束的方式进行生产，大丝束碳纤维中的碳纤维原丝数量很多，线密度较大，想要充分浸润在热塑性树脂中也非常困难。浸润效果不好，会导致生产的碳纤维预浸料的分布不均匀，空隙率较大，最终即便制备出来，性能上也很难达标。
 
    这个时候就需要成熟高效的展丝方案了，展丝的目的就是为了加大丝束的宽幅，提高与树脂的接触面积，最终提高性能稳定行。展纱工艺会对碳纤维带来一定的损伤，但这种损伤对比充分浸润带来的性能提升了来说微乎其微。只有解决好展丝问题和热塑性树脂的流动问题，才能真正制备出性能稳定的热塑性碳纤维复合材料预浸料。
 
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