熱塑性樹脂基復合材料拉擠成型工藝的過程及特點

1.1 非反應型拉擠工藝

1.1.1 熔體浸漬

浸漬方法一般是讓均勻分散、預加張力的連續纖維束通過一連串輪系，使纖維在熔融樹脂中充分浸漬。為提高浸透性，還通常加一定的壓力，或混入低相對分子質量同種類的改性組份（或增塑劑）等。該工藝目前已比較成熟，具有浸漬時纖維不易纏繞，且能加工一切可以熔融流動的塑料材料的優點。

1.1.2 溶劑浸漬

該方法是選用一種合適的溶劑，也可以是幾種溶劑配成的混合溶劑，將樹脂完全溶解，制得低黏度的溶液，并以此浸漬纖維，然后將溶劑揮發、回收制得預浸料。該方法克服了熱塑性樹脂熔融黏度高的缺點，可以很好地浸漬纖維。該工藝也存在一些不足，如溶劑的蒸發和回收費用昂貴，且易污染環境；若溶劑清除不完全，在復合材料中常會形成氣泡和孔隙。

所以采用該方法進行加工的復合材料，在使用過程中其耐溶劑性會有一些影響。

1.1.3 粉末浸漬

粉末浸漬制備技術是在硫化床中，通過靜電作用將樹脂細粉吸附于纖維束中纖維單絲的表面，然后加熱使粉末熔結在纖維的表面，最后在成型過程中使纖維得以浸潤。加工過程不受基體黏性的限制，高相對分子質量的聚合體可分布到纖維中。這種工藝纖維損傷少，聚合物無降解，具有成本低的潛在優勢。適合于這種技術的樹脂粉末直徑以5~l 0 ìm 為宜。

1.1.4 混雜無捻粗紗法

該法是將熱塑性樹脂紡成纖維或薄膜帶，然后根據含膠量的多少將一定比例的增強纖維和樹脂纖維束緊密地合并成混紗，再通過一個高溫密封浸漬區，將樹脂纖維熔成基體。該法的優點是樹脂含量易于控制，纖維能得到充分的浸潤。

1.2 反應型拉擠工藝

1.2.1 預聚體拉擠工藝

這種工藝所使用到的樹脂是將單體和引發劑混合后再加熱熔融，由于預聚體初始相對分子質量小、黏度低及流動性好，使得纖維與之一邊浸潤、一邊反應，從而可達到理想的浸漬效果。這種工藝要求單體聚合速度快，反應需精確控制。該工藝適用于玻璃纖維、碳纖維、尼龍以及其他纖維增強的熱塑性塑料的拉擠成型，樹脂的適用范圍較廣。預聚體拉擠工藝流程如圖2所示。

熱塑性樹脂基復合材料拉擠成型工藝的過程及特點

1.2.2 反應注射拉擠工藝

與通常的拉擠工藝相比，反應注射（RIM）拉擠工藝的特點在于：拉擠過程中是將樹脂組份直接注入樹脂浸漬腔或拉擠模具入口處與增強材料浸漬，然后通過加熱的模具成型，它實際上是將拉擠工藝與（R I M ）模塑工藝結合起來， 而形成的一種很有特色的工藝。

R IM 拉擠工藝過程中，樹脂體系一般分成A、B兩個組份，每一組份自身都不會反應。將樹脂體系的A 、B兩組份預熱后經計量泵送入樹脂混合單元，充分混合后直接導入樹脂浸漬腔或模具入口處浸漬增強材料，其中增強材料也經過預熱，這樣就保證了樹脂浸漬在高溫的條件下進行，這時樹脂體系的黏度極低，因而對纖維浸透性極好；樹脂組份的混合和使用同時進行，也不存在樹脂使用期的問題，由于樹脂混合單元鄰近模具入口處，因此有可能采用快速固化的或者在常溫下呈固態的樹脂體系 。

RIM 拉擠工藝如圖3 所示。

熱塑性樹脂基復合材料拉擠成型工藝的過程及特點

1.2.3 原位拉擠工藝

這種拉擠工藝實際與R IM 工藝類似。不同的是，在線制備的樹脂直接注入拉擠模具。