熱塑性碳纖維預浸料
 

    在制作連續碳纖維熱塑性復合材料預浸料時，展紗是非常只要的一個工藝環節。因為熱塑性樹脂在高溫下黏度大，當大絲束碳纖維線密度較大時，這種基體就很難完全浸漬到碳纖維束中，會因為基體材料分布不均勻，出現孔隙，最終影響到預浸料的性能。當相同的絲束寬度延展得越寬，厚度越薄，熱塑性樹脂的滲透均勻性會越好。無錫智上新材認為，雖然展紗不可避免地會對碳纖維產生一定程度的性能損傷，但是相對于展紗給預浸料整體性能方面帶來的幫助則是微乎其微的。

    按照展絲工具及機理的不同，常見的展絲方法有機械展絲法、氣流展絲法以及超聲波展絲法，在實際應用中也可將兩種或多種展絲方式結合起來運用。

    機械展絲是通過擠壓、摩擦等方式讓張緊的纖維絲束經過組合展紗輥時受到壓力作用，在一個橫向的分力即壓力下使纖維產生橫向位移來達到展寬的目的。簡單地說，這種技術手段的本質就是將纖維絲束內部的單根絲束鋪平，減少絲束厚度，增加其寬度；氣流展絲是將壓縮后的空氣噴射到纖維絲束表面，通過氣流使纖維束彎曲實現展寬，這種方法不用直接接觸纖維絲束，所以纖維展寬時不起毛、纖維間交叉少，因而是應用最為廣泛的一種展紗方法；超聲波展絲法則是利用超聲空穴效應撞擊纖維絲束達到展寬的目的。

熱塑性碳纖維預浸料
 

    連續碳纖維增強熱塑性預浸料的制備方法分為兩大類：一是預浸漬法，包括熔融浸漬法和溶液浸漬法；二是后浸漬法，包括薄膜層疊法、粉末浸漬法、纖維混雜法等。

    從工藝可行性和預浸料性能質量兩方面考量，無錫智上新材選用熔融浸漬法來制備連續碳纖維增強熱塑性預浸料。熔融浸漬法是將碳纖維通過熔融的熱塑性樹脂基體后得到浸漬的方法，相比溶液浸漬法不僅節省材料、減少環境污染，而且能精確控制預浸料中基體的質量分數。

    在制備過程中，無錫智上新材認為核心的工藝要點在于把握好溫度、壓力以及樹脂/增強體的比例。在溫度和壓力合適的條件下，熱塑性樹脂基體的流動性才會好，浸漬效果才能得到有效保證。溫度和壓力合適才能保證基體材料和碳纖維協同作用，如果基體材料被擠出，對增強纖維的固定能力就會下降，碳纖維就會出現彎曲，拉伸性能就會隨之下降。

熱塑性碳纖維預浸料

    如果熱塑性樹脂基體含量過少時，碳纖維之間缺少基體的浸潤就無法有效連接，也就無法發揮出碳纖維的高強度作用。相反，如果熱塑性樹脂基體含量過多，基體需要承擔的載荷就越多，但是基體無法像碳纖維那樣很好地承載載荷，這必然會影響預浸料的整體強度。所以，只有當熱塑性樹脂基體在碳纖維間分布均勻，預浸料內部的孔隙較少，熱塑性樹脂基體于碳纖維之間結合良好，外部載荷能通過基體有效傳遞至碳纖維，這時預浸料才會具有較高的拉伸強度。