连续纤维增强热塑性复合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic composites,简称CFRT)是指以热塑性树脂为基体,连续性纤维为增强材料,经过树脂熔融浸渍、挤压等工形成的轻质、高强度、高刚性、高韧性、可回收的新型热塑性复合材料。
由CFRTP制成的薄膜和片材可以以多变的方式组合,从而为设计师提供了更多设计自由度 图片:Covestro AG
连续纤维增强热塑性复合材料性能优异,在交通运输,航空航天和国防,工业和体育用品方面具有广阔的应用前景。
CFRT的应用领域 图片来自GPM
热塑性复合材料制件的生产,一般情况下需要经过两个过程:
(1)片材(预浸渍)的制备;
(2)制件的成型。
预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物,制成树脂基体与增强体的组合物,是制造复合材料的中间材料。预浸料的某些性质直接带入复合材料中,是复合材料的基础。复合材料的性能在很大程度上取决于预浸料的性能。
连续纤维增强热塑性复合材料单向预浸带
与热固性树脂基复合材料相比,连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍更复杂,由于热塑性树脂的熔体黏度大,一般都超过100Pa·s,熔体流动困难,使得增强纤维很难获得良好浸渍,因此解决热塑树脂对连续增强纤维的浸渍问题成为制备CFRTP片材的关键技术。
连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方式主要有溶液浸渍法、熔体浸渍法、粉末浸渍法、浆状树脂沉积法、混编法、薄膜叠层法及反应浸渍等。