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碳纤维环氧树脂预浸料的生产设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-25  浏览次数:108
核心提示:1、环氧树脂的特性将影响生产工艺。未固化的环氧树脂会出现两种不同的性质:粘弹性和表面能。什么是未固化树脂的粘弹性:树脂在
 1、环氧树脂的特性将影响生产工艺。
未固化的环氧树脂会出现两种不同的性质:粘弹性和表面能。
什么是未固化树脂的粘弹性:
•树脂在外力作用下的表现有点像泊松效应.
•压力和拉力的关系不是线性的 (非牛顿流体).
•蠕变和压力作用都会有松弛量,并且每一个都有自己的模量. •蠕变松弛和压力松弛的模量,都是和温度有关的.
他们为什么会有如此的表现呢?
•环氧树脂系统是混合物,一般有4-5种成分:–一种主要的环氧高分子聚合物 –2-3种添加聚合物,它们决定着:
• 交联键的密度和结合方式 。
•环氧树脂的热学性质和机械性质 –1种能改变高分子聚合速率的助剂。
•聚合反应在这些成分相互作用下马上就会开始。
这些对工艺有意味着什么?
•高一点的温度是有益树脂流动的…但是一定要适度 –应该知道,对于自己配方里的各种树脂来说,多高的温度是太高了 –这也许要付出了很惨痛的代价才会发现 。
•多停留在小的外加压力下是有益生产的 –减小树脂和纤维之间的侧向位移 –利用蠕变松弛和外力松弛的特性 –这就是为什么S-wrap 热压方式变得越来越普及。
2、表面能
(浸润和浸渍)
•一种液体和一个比表面或一个基层浸润的程度可以通过观察接触角度Ɵ来决定.
在一滴液体中心的分子受到来自各个方向的力. 但是对于在一滴液体表面的分子可不是这样的…
接触角度 (在一个理想的表面上) 被三个相交平面作用力影响:
•ϒlv – 在液态和气态之间的相交平面作用力 
•ϒsl – 在固态和液态之间的相交平面作用力
•ϒsv –在固态和气态之间的相交平面作用力
Young’s Equation(杨氏方程):
在一个粗糙或非同质的表面上,会有迟滞现象:
•增大或减小接触角度会改善结果 。
•在速度减小的过程中,这些角度都会逐渐接触理论静态值。
3、为什么预浸料生产方不会或不能解释这些给设备生产商呢?
•他们更多的是关注成品的性能 ,凭直觉知道这些内容的大多数,但是从来没有将理论付诸实践或进行完整的验算 。
•外面有一些和浸润直接相关的学术研究,但是很少有关于液体或胶体的粘弹性的。
•可以通过深入学习他们的专利树脂配方来增加理解和见解,如果生产方愿意公开配方的话(不太可能) –各种配料的物理特性和热学特性 –添加的时机 –每一步的次数和搅拌速度 –绝大多数的配方需要多年的经验和不停的失败与不断地实验才能成功研发。查看更多复材工艺技术登陆复材应用技术网。
4、高品质预浸料的一些其他因素:
a、预涂树脂厚度的均匀性是控制中最重要的。
b、展纱的均匀度是稍微次一点点重要的。
如果树脂在纤维布上的分布在不均匀的话,那会有两个坏处: 
根据泊松效应和外力松弛理论,树脂厚的区域,树脂会侧向膨胀,把纤维推散,局部减小FAW增大树脂含量. 树脂少的区域则会有相反的结果。
根据粘弹性理论,过厚的树脂层会被压缩,但是会一定程度的向原厚度反弹。
即便3组“完美的”牵拉棍也许也不能修正树脂涂层分布不均匀的问题。
 
关键词: 复合材料 碳纤维
 
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