由于纤维增强形式存在着一定的特殊性,因此并不是所有的成型工艺都适合连续纤维增强热塑性复合材料。目前,能够适合在连续纤维增强热塑性复合材料制备上应用的成型工艺有以下数种,最常见的包括模压成型、树脂注射成型、缠绕成型以及拉挤成型。其中模压成型是最常见的,缠绕成型及拉挤成型是新兴的。
连续纤维增强树脂基复合材料(cfrtp)具有强度高、密度低、可设计性强等特点,广泛应用于民用航空领域。自20世纪80年代以来,随着连续纤维增强的热塑性预浸料纤维浸渍技术,以及低成本制造技术的成熟和发展,连续维增强热塑复合材料凭借其特有的优势逐渐在商用航空工业领域得到应用。
目前航空工业使用的热塑性复合材料主要以聚醛醛酮(PEEK)、聚苯硫醛(PPS)和聚醛酰亚胺(PEI)等特种工程塑料为基体树脂,连续纤维为增强材料。与传统的热固性复合材料相比,连续纤维增强热塑性复合材料具有如下的优点:
(1)韧性好、疲劳强度高、冲击损伤容限高,可以满足航空工业材料适航认证中较高的损伤容限的要求。
(2)热塑性预浸料可长期在室温下存储,而环氧树脂等热固性预浸料存储条件苛刻,且有操作寿命和剩余力学寿命的限制。
(3)热成型工艺性好、成型周期短、生产效率高,可以采用原位自动铺放、热模压、真空吸附等工艺成型。
(4)边角料或废料可再熔融成型或回收利用。
(5)产品设计自由度大,可制成复杂形状,成型适应性广。
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