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除碳纤维与玻璃纤维外,常用的纤维增强材料还有玄武岩纤维、芳纶纤维等。
玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石为原料制成的一种高性能纤维增强材料。玄武岩纤维的耐蚀性和化学稳定性较高,而且使用温度范围广,具有高隔热隔音性。
03 填料和辅料
DeYiLong
纤维增强树脂基复合材料的主要原料是基体和增强材料,在实际生产中加入填料不但可改善复合材料性能和成型工艺性,还可降低生产成本,满足外观需求等。
此外还有一些辅料,如着色剂、脱模剂等。着色剂一般以颜料糊的形式使用;脱模剂应具有极低的表面自由能,能均匀浸湿模具表面,以达到脱模效果。
二、
连续纤维增强聚氨酯
复合材料的拉挤成型技术
01 拉挤成型工艺
拉挤成型始于20世纪50年代,目前仍处于高速发展阶段,是一种将浸渍的连续纤维在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地大规模生产各种截面尺寸不变线性型材的成型工艺。
聚氨酯树脂体系应用于拉挤成型工艺,具有成型周期短、生产效率高、无苯乙烯挥发等优点,这使聚氨酯拉挤制品成为研发热点。经过数年开发,聚氨酯拉挤成型已实现商业化,国内外已出现拉挤制品专用的聚氨酯树脂体系。
02 拉挤成型工艺的优点
连续纤维增强聚氨酯复合材料采用拉挤工艺成型,具有以下优点:
①常使用玻纤无捻粗纱而非玻纤毡。降低了成本,还避免了因玻纤毡易破碎而影响生产。
②无需更换原有的拉挤设备,拉挤系统装配简单经济。
③纤维质量分数可达60%——90%,浸胶在张力下进行,可充分发挥纤维的作用,制品强度更高。
④生产过程连续,长度可任意切割。
⑤生产过程可完全自动化控制,生产效率高。
克劳斯玛菲集团新的iPul拉挤系统已将生产速度从通常的0.5——1.5m/min提高到大约3m/min(实验室数据),为拉挤成型技术开辟了全新的市场。
03 拉挤成型复合材料的性能特点
在连续纤维增强聚氨酯复合材料拉挤成型过程中,可使用更多的增强纤维,使制品强度大幅提高,树脂和纤维在性能上形成良好的优势互补。因此,以聚氨酯树脂为基体,采用拉挤成型工艺生产的纤维增强材料,具有如下性能和特点:
轻质高强
以拉挤工艺制备的聚氨酯附框为例,其中无需支撑骨架便具有优异的力学性能,拉伸强度和比强度等性能是PVC(聚氯乙烯)塑料门窗的10倍以上,远大于铝合金与钢,而密度仅有钢材密度的1/4,铝合金密度的1/2。拉挤成型的纤维增强聚氨酯复合材料的性能见表。