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【环氧板】热塑性预浸料的制备


工程用高性能热塑性树脂,如聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺醚(PEI)、聚苯硫醚(PPS)等的熔点超过300七.熔融黏度-般大于100 Pa.s.而且随温度的变化很小。因而制备热塑性树脂预浸料的关键是解决热塑性树脂对增强纤维的浸渍问题。热塑性预浸料制备常用的方法包括溶液法、热熔法、粉末法悬浮浸渍法和纤维混杂法等。

(1)
环氧板溶液法 :部分非结晶型树脂PEI.PES等可溶解在低涛点溶剂中.采用溶液法制备预授料,但一般需要高温条件.以增加热塑性树脂在溶剂中的溶解度提高预浸料的树脂含量。但 PEEK.PPS-类结晶型高分 子.没有合适的低沸点溶剂可溶,不宜使用溶液法制备预浸料。

(2)环氧板热熔法:热塑性树脂的热熔法与热固性树脂的热熔法相似,是先将树脂在一定条件下熔融,然后通过不同的方式没渍增强纤维制成预浸料。

(3)
环氧板粉末法:该方法是制备热塑性预没料比较典型的方法.是指将带静电的树脂粉末沉积到被吹散的纤维上.再经过高温处理使树脂熔融嵌人到纤维中。粉末法的特点是能快速连续生产热塑性预浸料.纤维损伤少.工艺过程历时少.聚合物不易分解.具有成本低的潜在优势。这种方法的不足之处在于适于这种技术的树脂粉末直径以5~102m为宜,而制备直径在 10 pm以下的树脂颗粒难度较大,且浸润所需的时间温度、压力均依赖于粉末直径的大小及其分布状况。

(4)
环氧板悬浮浸渍法:该方法的主要过程是纤维通过事先配制好的悬浮液.使树脂粒子均匀分布在纤维上,然后加热烘于悬浮剂同时使树脂熔融浸渍纤维得到预受料。悬浮剂多为含有增 稠剂聚环氧乙烷、甲基乙基纤维素的水溶液。树脂粉末应尽可能的细小直径在10 pm以下并以小于纤维直径为宜,以便均匀分布并使纤维浸透。这种方法生产的片材纤维分布均匀,成型加工时预浸料流动性好.适合制作复杂几何形状和薄壁结构的制品。但与熔隐法一一样.该法存在技术难度高和设备投资大的缺点。

(5)
环氧板纤维混杂法:该方法是先将热塑性树脂纺成纤维或纤维膜带.再根据含胶量的多少将增强纤维与树脂纤维按一定比例紧密地合成混合纱.然后将混合纱织制成一定的产品形状,最后通过高温作用使树脂熔鞋嵌人纤维中。制备混合纱的几种典型的混杂方法如图11-5所示:将树脂纤维沿纤维长度方向缠绕增强纤维束.然后与增强纤维并排合成混合纱:将增强纤维并排合成纤维纱后采用树脂纤维沿增强纤维直径方向进行缠绕形成混合纱:将增强纤维和树脂纤维进行 和90“混编形成混合纱。 混杂法的优点是树脂含量易于控制.纤维能得到充分浸润,可以直接缠绕成型得到复杂外形的制件。其缺点是在树脂浸润过程中树脂难以实现 均匀浸润。此外。采用直径极细(<10 pm)纤维制备热塑性树脂预浸料非常困难.同时织造过 程中易道成纤维损伤,因而限制了这一-技术的应用。 纤维混杂法的独特之处在于树脂浸润过程与预浸料固化过程同时进行.树脂的浸润与纤维混合截面及工艺参数如温度、压力、时间等有很大关系。

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