Inden for udvikling af carbonfiber har højtydende kontinuerlige kulfibertermoplastiske kompositter - såsom CF+PEEK, CF+PPS og CF+PI - vist sig at være meget effektive til at imødekomme krævende krav. Disse kontinuerlige forstærkede termoplastiske carbonfibre tilbyder en række overlegne ydelsesegenskaber, herunder ekstraordinære mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed og påvirkningsmodstand. Derudover tilbyder de sekundære behandlingsfunktioner og miljømæssige fordele, der har tiltrukket sig betydelig markeds opmærksomhed. Den aktuelle udfordring ligger i vanskeligheden ved at fremstille termoplastiske kulfiberforpregs, hvor det centrale spørgsmål er den sømløse integration af kontinuerlige kulfibre og termoplastiske harpikser. Følgende er en analyse af fordele og ulemper ved fire almindelige termoplastiske kulfiber -peek -prepreg -processer:
1. pulver våd proces
Denne proces er vidt brugt til termoplastiske glasfibre. Dens fordele inkluderer høj blandingstabilitet og fremragende høj temperaturresistens. Det har dog flere ulemper:
Ensartethedsspørgsmål: At opnå ensartet distribution under blanding er udfordrende, og ujævn distribution kan resultere i inkonsekvent produktydelse.
Præstationsbegrænsninger: Sammenlignet med lange fiberkompositter er de mekaniske egenskaber ved vådforarbejdede pulvermaterialer markant underordnede.
Materiel nedbrydning: Fjernelse af bæreren i pulvervådprocessen resulterer ofte i et fald i materiel ydeevne.
2. smeltningsmetode
Denne tilgang bruges i øjeblikket af Wuxi Zhishang nye materialer og adresserer effektivt begrænsningerne i pulverekstruderingsmetoden og tilbyder bedre ydeevne. Det har dog bemærkelsesværdige udfordringer:
Temperaturstyring: Præcis smeltetemperaturstyring er vanskelig, og et støvfrit miljø er påkrævet.
Imprægnations ineffektivitet: Hvis temperaturen ikke kontrolleres korrekt, er prepreg muligvis ikke fuldt imprægneret, hvilket resulterer i ufuldstændig harpiksindtrængning.
3. film lamineringsmetode
Filmlamineringsmetoden bevarer de originale egenskaber ved carbonfibre ved at undgå fiberskader under forarbejdning. Det har dog nogle ulemper:
Langsom penetration: Polymersmeltet kan ikke hurtigt trænge ind i fiberbundterne, hvilket resulterer i en længere prepreg -tid.
Svag grænsefladebinding: Forstærkende fibre og polymermatrix opnår muligvis ikke fuldstændig og stram integration, hvilket resulterer i svag grænsefladebinding mellem harpiks og fibre. Dette forhindrer fuld udnyttelse af kompositens egenskaber.
Begrænset anvendelighed: Denne metode er bedst egnet til direkte forpreg af fiberstoffer med harpikser med lav viskositet.
4. løsning af imprægneringsmetode
Denne metode ligner den traditionelle termohærdende carbonfiber forpreg -proces og har fordelen ved let drift. Det har dog betydelige ulemper:
Krav til opløselighed: Mange peek -termoplastiske polymerer har strenge opløselighedskrav, der begrænser deres anvendelse.
Forøget kompleksitet: Behovet for at fjerne opløsningsmidler i senere faser tilføjer ekstra trin, øger omkostningerne og kan påvirke materiel ydeevne.
Miljøpåvirkning: Opløsningsmidler kan forårsage miljøforurening og udbetale bortskaffelsesudfordringer.
Ovenstående processer repræsenterer almindelige metoder, der bruges til at producere termoplastiske kulfiberforstærkede peek -prepregs. Uanset den valgte proces er det ultimative mål at producere høj ydeevne, kontinuerligt forstærket termoplastisk kulfiber -peek -prepregs. Disse forpregs kan derefter bruges til at fremstille termoplastiske kulfiberprodukter gennem processer såsom komprimeringsstøbning. Hver proces har sine egne styrker og begrænsninger, og valget afhænger af specifikke applikationskrav og produktionsfunktioner.
