玻纤增强热塑性粒料的生产工艺-预浸料技术

1、 预浸料技术学校名称：广东轻工职业技术学院院系名称：轻化工技术学院时 间：2017年4月28日1 生产技术概述连续玻纤增强热塑性塑料复合材料制品的生产过程包括玻纤表而处理、热塑性塑料预浸纤维及其织物、成型复合材料制品。玻纤表而处理一般在生产玻纤时进行，处理剂根据热塑性塑料品种选择。常用处理剂有：有机硅烷类偶联剂、有机钛酸酯类偶联剂、有机铬络合物类偶联剂。2 预浸料技术a) 溶液浸渍技术 溶液浸渍制备技术是用树脂溶液浸润纤维，然后加热除去溶剂。这种制备技术工艺简便，设备简单但存在如下问题：溶剂必须完全除去，否则制品耐溶剂性差；去除溶剂过程中发生物理分层，溶剂沿树脂纤维界而渗透以及溶剂可能聚集在纤

2、维表而的小孔和空隙内，使树脂与纤维界面粘接不好。b) 熔体涂覆技术 Hawley采用挤出方法，让熔体和玻纤束同时通过一个复合口模进行涂覆。美国PPG公司便采用熔体涂覆技术生产连续玻璃纤维毡增强PP复合材料。其工艺（如图1所示）是将两层玻纤原丝针刺毡夹在三层PP层之间，其中间层是挤出机供给PP熔体，上下两层树脂既可用挤出机挤出，也可直接用PP薄膜，然后将这种夹层结构置于一定的熔体温度下进行热压，冷却定型为涂覆片材。目前这一技术己成功地用于生产连续玻纤毡增强PP、PBT、PET及PC等热塑性复合材料中。c) 悬浮浸渍技术 悬浮浸渍技术主要用来制备低密度玻璃纤维毡热塑性复合材料，由法国Arjomar

3、i造纸公司和英国WigginsTeape公司分别发明。其工艺（如图2所示）是将短切玻璃纤维（长6 -25 mm）、树脂粉末和乳化剂分散在水中，制成悬浮液；然后加入絮凝剂，使它们凝聚在液压成型机的滤网上，进行热压，使树脂熔化，凝聚物成片。WigginsTeape公司则采用泡沫体取代水，通过在悬浮液中加入适当的表面活性剂，并通入空气，形成泡沫体；然后使泡沫体摊铺在多孔传送带上，形成湿毡，再经烘干，热压成片材。d) 粉末浸渍技术1997年，Davis等发明了粉末浸渍制备技术（如图3所示）。该技术是在流化床中进行，首先将粉末树脂放入流化床，通入空气使粉末树脂流态化；然后使分散的纤维通过容器，粉末树脂便

4、附着在玻璃纤维表面；再将这些玻纤通过加热室，使纤维表面的粉末树脂熔融，当纤维通过一定口模时，纤维表面的多余的树脂被刮到熔体池中；最后冷却切断造粒。1998年，Miller等报道了另一种粉末浸渍工艺。他们将玻璃纤维束连续牵引通过装有粉末状树脂的流化床，在床内用滚筒或滚针打开纤维间的缝隙，树脂粉粒进入其中（参见图4）；加热熔融树脂粉粒，并加压使熔体沿纤维平行方向流动以实现浸渍。 国外还有报道在流化床中通过静电作用将树脂粉粒吸附于纤维束中纤维单丝的表而，然后加热使粉末熔结在纤维的表而，最后在成型过程中实现浸渍 e) 共织技术共织技术是将纺成细丝的热塑性树脂与增强纤维制成混合纱，其共织模型如图5所示。这一技术始见于美国NASA公司制备碳纤维与PBT、PET和液品聚合物(LCP)的混杂纤维束。共织技术的最大优点是具有良好的加工性能，混合纱可以织成各种复杂形状，包括三维结构的复合材料制品，也可以直接缠绕，制得性能优良的复合材料制品。 Millerl等人的共织纤维拉挤技术（见图6