微编纱结构及其渗透性能研究

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热塑性复合材料避免了热固性复合材料固有的环境适应性差,加工周期长,难以回收等不足,并且具有较强的柔韧性和抗冲击性能、极好的抗破坏能力和阻尼性能,可循环利用。热塑性复合材料抗化学和环境腐蚀的能力强,固化过程中不发生化学反应,可以进行快速加工。 但是,热塑性树脂,特别是高性能的热塑性树脂熔融粘度大,给热塑性树脂浸渍纤维带来困难。在过去的十年中,为克服热塑性树脂浸渍的困难做了大量的努力。混纤法被证明是较经济有效的一种方法。特别是它可以方便地加工结构复杂的构件。目前混纤纱主要有混合纱、包芯纱和包缠纱。研究表明,用微编方法加工的包芯纱,增强纤维不变形、不被损伤,由于包缠紧密均匀,在后续加工过程中,能有效地保护增强纤维,且纱线渗透性能良好。 本课题主要研究了微编纱的加工工艺和微编纱的结构形态,建立了微编纱结构的数学模型,分析了各参数之间的关系并进行了实验检测。实验观察了加压复合后,增强纤维的排列结构。研究发现微编纱中,增强纤维的排列呈团簇状,在团簇内呈任意排列,团簇之间有裂纹隔开;被加压后,呈等距离的任意排列,据此建立了数学模型,该模型与实际测量相接近。渗透深度与时间的关系模型已有报道,采用的试验是用渗透突然终止的方法,此方法操作难度大,效率低。本课题中,设计了一个间接测量渗透深度与时间的关系的实验方案,可实现在线连续检测基体的渗透情况。在不同温度、不同压力下进行了实验检测,得出了渗透距离和工艺条件(温度、压力、时间)的关系。
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