红外辅助自动纤维铺放工艺对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结构与性能影响

摘要：

与激光、热风加热相比,红外加热具有低成本、低污染等突出优势,是低熔点热塑性复合材料自动纤维铺放(Automated fiber placement,AFP)成形的理想热源.但是,红外辅助AFP工艺参数耦合性强,对成形精度、缺陷形成与宏观性能的影响尚不清晰,缺乏相关工艺的数据积累.本文针对红外辅助AFP原位成形工艺,通过调控铺放压力和速度制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料单向层合板,研究了铺放温度与压力对减薄效应、翘曲变形、结晶度和孔隙率的影响,进一步探究了结构和缺陷对弯曲强度、层间剪切强度等宏观力学性能的影响规律.研究结果表明:温度过高会导致严重的减薄效应,过低则会导致高孔隙率;成形压力过高会造成严重的翘曲和纤维变形,降低层间剪切强度.通过对温度和压力的合理控制,可使孔隙率降至1％,满足民机复合材料构件2％阈值的要求;试样弯曲强度高达466 MPa,与热压成形相比仅降低6％.

关键词：热塑性复合材料、自动纤维铺放、红外加热、原位固化、热压成形、连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

所属期刊栏目：40

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金52175318

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2015-2025