复合纱针织物复合材料最佳成型厚度估算.pdf
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1、第2 8 卷第3 期 2 孵攀3 嚣 纺织学报 如l l 鞠a l l t e x 毽e ¥b s e 鑫聪l l V 0 1 2 8N o 3 M 嚣r 。2 7 文耄编号:0 2 5 3 ,9 7 2 l 2 7 3 l , 复合纱针织物复合材料最佳成型厚度估算 樊在霞1 ,朱利民1 ,张瑜2 ,陈彦模2 ,龙海如3 ( 1 东华大学生物科学为技术研究所,上海2 0 1 6 2 0 ;2 东华大学纤维材料改性豳家重点实验室,上海2 0 1 6 2 0 ; 3 东华火学纺织学院,上海2 0 1 6 2 0 ) 擒娄为了确定锋织增强热塑性复合材料热艨成型对豹最佳成型厚度,聚用复龠纱的方法,逶过
2、理论分析穰推 导,得到了用增强纤维和热塑性基体纤维的线密度和体积密魔、复合纱中2 种纤维的股数以及复合纱针织预制件 的线壁总密度程线耀长度表示豹复合搴| 辩理论热压成型厚度计算公箴,并遇过实验凌定了实际最佳成黧厚度与理 论成型厚度之间的关系,为复合纱针织增强热蠛性复合材料的制备掇供了参考依据。 关键溺复会纱赞织复合秘料;热压成耀;成激厚度;公式 中图分类号:1 S 1 0 6 ,6文献标识码:A C a I c u l a t i o no ft h e 伽c l 【I 抡s so f 蛔I l i t t e dr e i I 怕r c e dc o m p o s i t e s m a
3、d ef r o mc o m I 试n 甜e dy a n 裕 粉NZ a i x i 0 ,Z 薹 U “m i n l ,Z 珏A N GY u 2 ,C 嚣嚣NY 8 n m 0 2 ,酌N G 联鑫i r 娃3 ( 1 加础姚o ,眦蛐Zs c 据,洲& 曰妇融删p 髫y ,历,咖船妇“ 渺,z 咖i2 0 1 6 2 0 ,醌汛口; 2 叛蹴j 匆勉6 。r 渤秽弦聋诌口a 蒯赫瓣如Z 赫蛳踟,踟啦踟妇搿毋,蹴,管酝# 2 0 1 6 2 0 ,蕊流8 ; 3 c j z 妇e 铲z 姚,D D 啦船扭椰妙,J s 施甥妇i2 0 1 6 2 0 ,貔i m ) A b s t 胎
4、c tI no r d e rt oa s c e n a i nt h eo p t i m a lm o l d i n gt h i c k n e s s0 fk n i t t e dr e i 耐b r c e dt h e r m o p l a s t i cc o m p o s i t e s l 磁诞ef 而me o m m i 聃垂e dy a f n s ,e q u a t i o nf o re 蕊c u l a t i n gi t st 量l e o r e t i e 采m o l d i n g 氆i c k n e s si sd e r i v e d
5、 ,w 赫e hi s e x p r e s s e db yt h ef o l l o W i n gf 如t o r s :1 i n e a rd e n s i t ya n d v o l u m ed e l l s i t y o ft h er e i 舶I i n g 胁e r sa n dt h e t h e r m o p l a s t i cl l l a l t 糙s s 鑫b e r sr e s p e c t i V e l y ,p l i e r s t h et w os i n 攀e 蠡b e 撙i nt h ee o m H l i n 誉e
6、dy 锄s ,a l l dl o t 盛 d e n s i t yo fl o o p sa n dl o o pl e n g t ho ft h ep 蹦驰r i c a t e dk n i t t e df 如d cm a d ef m mc o m f n i n 斟e dy a m s A n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt 董l et h e o f e t i e 盛m o l d i n gt | l i e l 【n e s sa n dt | l eo p t i m 蘸m o 差d i n gt 董l i c
7、 l 【n e s sw a sd e c i d e dt | l u g h e x p e r i m e n t s ,p m V i d i n gar e f e r e n c ef o rp r e p a r a t i 衄o fk n i t t e d 托i I l f b 肥e dc o m p o s i t e s K e yw o r d s 重【n i t t e dc o m p o s i t em a d ef 抽me o m I I l i n 誊e dy a m 8 ;h o t p r e s s m d i n g ;m o l 溢n gt | l
8、 i c 釜n e s s ;e q u a t i o n 热塑性树脂的熔融黏度( 通常为5 0 0 50 0 0P a s ) 很高,采用传统的加工方法加工热塑性 树脂基复合材料,较难得到很好的两相分布效果及 基体对增强纤维的浸渡效果3 。为此,许多学者进 行了大量的研究工作,并发现了一些较为有效的解 决方法。在这些方法中,复合纱静采震被证唆是一 种较为经济有效的方法心o 。本文采用复合纱的方法 铡备针织增强热塑性复合材料,弗通过理论推导计 算,碍到了复合纱针织增强热塑性复合材料理论成 型厚度的计算公式以及实际最佳成型厚度与该理论 厚度之阆的关系。 l 复合纱针织物复合材料的制备 要簇备复
9、合纱锌织增强热黧性复合材料,首先 要用增强纤维和热塑性纤维制得复合纱,再用该复 合纱经钟织加工裁得复合纱针织预裁件,对该复合 纱预制件进行热压成型便得到复合纱针织增强热魈 性复合材料。 采照复合纱制餐针织增强热塑性复合材料常用 的热压成型设备是平板硫化机。成型时,将复合纱 收旗基期:2 0 0 6 一0 6 一0 9修霉曩期:2 0 0 6 一l l 一2 8 作者简介:樊在霞( 1 9 7 8 一) ,女,博士。研究领城为纤维增强复合材料、生物聪用材料、生物纺织品。E m a i l :洲x i a 1 6 3 m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Pu
10、rchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 3 2 纺织学报第2 8 卷 针织预制件夹在2 块模板之间,并在针织预制件的 左右或前后两侧各放一厚度相同的模框( 其作用是 控制成型后复合材料的厚度) ,之后将夹有预制件和 模框的模板放人硫化机的上下热压板之间进行热压 成型,得到复合材料。用平板硫化机热压成型针织 增强热塑性复合材料的过程示意图如图1 所示。 千 向上加压 图1复合纱针织复合材料热压成型过程示意图 F i g 1 S c h e m a t i c0 ft h eh o t - p r e s s i n g - m
11、o l d i n gp r o c e s s0 f b l i t t e dc o m p o s i t e sm a d ef 南mc o m m j n d e dy 锄 2 理论成型厚度 由于针织物具有很多网眼,若要热压成型后得 到低空隙率、高质量的针织复合材料,除了选择合适 的成型温度和成型压力外bo ,在热压成型过程中对 复合材料的成型厚度进行适当控制也是必须的。所 谓成型厚度,即是指复合纱预制件热压成型后得到 的复合材料的厚度。本文将根据复合纱预制件中增 强纤维和基体纤维各自的含量推导出复合材料的理 论成型厚度,该厚度是在以下的假设条件下得到的: 1 ) 热压成型后复合材料
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