专业ℱ碳纤维预浸料制备工艺、制备全过程及产品应用

树脂基复合材料的优势

不同复合材料成型工艺路线之间的比较

预浸料是什么？

    预浸料是一种树脂基复合材料的中间产品，其中包含有基体树脂（环氧、酚醛、双马来酰亚胺等）和增强体纤维（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等）。

碳纤维UD预浸料产品实物图

预浸料产品结构

为什么要使用预浸料？

▶力学性能好

▶产品缺陷少

▶精确控制纤维体积含量

▶性能和加工特性一致性好

▶最佳的性能/重量比

碳纤维预浸料分类

▪物理状态

a.单向预浸料（UD）

b.织物预浸料

碳纤维预浸料分类

▪树脂类别

固化温度

常用的几类树脂的特点

碳纤维预浸料制备工艺

溶剂型工艺

只适用于制备织物预浸料

两步法热熔型预浸料工艺路线

a. 树脂膜制备

b. 含浸

一步法热熔型预浸料制备工艺

小结

热熔法工艺是生产碳纤维预浸料的主流工艺，对于一步法和二步法生产工艺而言，其比较如下：

预浸料制作全过程

1、 使用塑料纤维束作为原材料

2、 塑料纤维通过氧化炉（持续几分钟，温度480F左右），从空气中夺取氧粒子，这个过程对纤维的原子结构进行了重排，从而使得纤维束获得了抗高温能力。

3、 氧化时，纤维束颜色最终变为了黑色。

4、 下一步是碳化过程。纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去了大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度。

5、 纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂。

6、 为纤维束施加少量初级的树脂层。

7、 卷轴将制成的纤维束卷成卷，买家既可将它编织成碳纤维制品，或使用树脂制成预浸料。

预浸料制作

预浸是复合材料成型的重要工艺，它是将织物进行热处理或表面化学处理，包括浸渍树脂、烘干、收卷、剪裁等一系列工艺，主要用于层压、卷制、布带缠绕和裱糊成型。碳纤维浸料就是将碳纤维纱与环氧树脂等复合而成的材料，下面主要讲一下它的生产工艺。

8、 制作浸渍树脂。

9、 树脂倒入镀膜机。

10、 纸上镀了一层湿的薄树脂膜（纸使用了脱模剂进行了预处理）。

11、 另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布。

12、 将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机。

13、 碳纤维单向布被送入的过程中，加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收。

14、 碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间。

15、 冷却盘将液态树脂变成胶状。

16、 树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除。

17、 使用聚酯膜覆盖预浸料表面（作为保护膜）

18、 预浸料卷成卷，收集。

这些复杂的制作、加工过程，使得碳纤维制品在各个领域大放异彩，然而碳纤维的发展是一部真正的逆袭史！

碳纤维的逆袭史

碳纤维预浸料的应用

真空袋-高温固化工艺

应用：

  航空航天 

  风电领域

  船舶工业 

  汽车工业

  轨道交通内饰件

热压罐工艺

应用：

  高品质复合材料制品

  结构部件

预浸料模压工艺 (PCM工艺)

  快速固化树脂

  适用于热塑性及热固性预浸料

  生产效率高

  应用：

  内外饰件及结构件

  汽车工业

  轨道交通

预浸料带卷管工艺/预浸丝缠绕工艺

应用：

  钓鱼竿

  高尔夫球杆

  滑雪杆

  管道

  压力容器

压力袋工艺

应用：

  体育器材

  工业应用

工艺选择

在制造工艺的选择上基于产品类别及客户对品质、成本的要求这三点因素。

碳纤维预浸料的发展展望

 大丝束碳纤维预浸料

 非热压罐工艺

 针对不同应用的专用预浸料

 结构与功能结合的预浸料

 碳纤维热塑性预浸料

来源：玻纤复材、新材料在线、碳纤维生产技术

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