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影响碳纤维连续模压制品质量的因素

时间:2020-12-21点击次数:24信息来源:Rev1
 碳纤维复合材料模压成型工艺过程是将一定量的经过一定预处理的预浸料放入模具腔体内,施加一定压力使预浸料充满模腔,在预定的温度条件下,预浸料在模腔内逐渐固化,然后将碳纤维复合材料制品从模具中取出,再进行必要的后加工即得到终碳纤维复合材料制品。

终制品成型的因素有预浸料、热压机、工作模具、工作环境、现场温度、相对湿度等,其中为重要的是预浸料装模后在模腔内固化成制品的过程,它是压力、温度和保温时间综合作用的结果。在此着重分析压力、温度、时间、挥发物等因素对模压成型过程的影响。

1、模压压力

     压力可以加速预浸料在模腔内流动,增加密度,克服树脂基体缩聚反应时放出的低分子物产生的压力,避免出现肿胀、脱层等现象,同时模压压力也可使工装模具闭合,制品具有固定尺寸和防止冷却时发生变形等作用。

     模压压力的大小取决于预浸料的种类、制品形状及预浸料状态。如果预浸料的流动性愈小,固化速度愈快,压缩率愈大,所需的压力也愈大;反之所需的压力也就愈小。在模压制品成型过程中,温度和压力是相互关联的。提高模具温度,可增加预浸料流动性,如在模压开始到流动性大这段时间降低成型压力也可达到预期目的。


2、温度

     模压成型过程中预浸料的流动、充模、固化反应速度都与温度有着密切关系,而且温度在模压成型过程中又起着主要作用,它影响着树脂基体交联程度,因而也影响复合材料制品终性能。

     实践表也明,升高模温可以加速固化速度,缩短固化时间,但过高温度会使预浸料由于固化速度太快使其流动性迅速降低而引起充模不满,特别是大型薄壁、形状复杂的复合材料制品,温度过高时制品外层固化比内层固化快的多,致使内层挥发物难以排除,从而使制品物理和力学性能降低,还会使制品产生缺陷和变形。当固化温度过低时,固化温度慢,会出现固化度低等现象。 

3、模压时间

     模压时间与预浸料的类型、挥发物含量、制品形状、厚度、工装模具结构、模压温度、压力等因素有关。模压时间的长短对制品性能影响甚大,模压时间太短,固化不,制品物理和力学性能低,表面粗糙度差、制品易出现变形。模压时间增加可降低制品收缩率和变形,但应注意模压时间过长,树脂交联过度,制品内应力会增加,因此选择适当的模压时间。

4、挥发物

     模压过程中,挥发物含量对预浸料的流动性影响很大。挥发物含量大,模压时间预浸料流动性大,过高的挥发物含量使预浸料流动性过大引起树脂基体流失、制品产生气泡、表面粗糙度下降等现象,但挥发物含量过低又会使预浸料流动性降低,造成复合材料制品成型困难。


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