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連續(xù)使用纖維棒增強聚醚醚酮復合材料的應用與發(fā)展

來源: 時間:2019-02-28 18:08:16 瀏覽次數(shù):

聚醚醚酮與纖維棒都具有異常優(yōu)異的性能,且聚醚醚酮與纖維棒之間有著良好的界面作用,纖維棒在復合材料中還能充當異相成核劑促進聚醚醚酮的結(jié)晶,將兩者相結(jié)合而制備的高性能復合材料將具有更加優(yōu)異的性能。
      聚醚醚酮與纖維棒都具有異常優(yōu)異的性能,且聚醚醚酮與纖維棒之間有著良好的界面作用,纖維棒在復合材料中還能充當異相成核劑促進聚醚醚酮的結(jié)晶,將兩者相結(jié)合而制備的高性能復合材料將具有更加優(yōu)異的性能。

上世紀80年代英國ICI公司首先通過拉擠熔融浸漬的方法制備出單向碳纖維棒增強聚醚醚酮預浸料,并相繼研制了一系列牌號為APC的預浸料,其中APC-1是較早實現(xiàn)商業(yè)化的連續(xù)碳纖維棒增強聚醚醚酮復合材料預浸料。

APC-2比APC-1有著更優(yōu)異的綜合性能,是目前著名的牌號,商業(yè)化的APC-2由一系列厚度為125?m的單向預浸帶構(gòu)成,纖維棒的體積含量約為60%。

APC-2具有優(yōu)異的力學性能,其拉伸強度通常大于2000MPa,拉伸模量大于135GPa,彎曲強度通常大于1700MPa,彎曲模量大于120GPa。此外,APC-2還有著一系列優(yōu)異的性質(zhì),包括良好的耐沖擊性,優(yōu)異的高溫熱穩(wěn)定性。

極其耐濕熱老化,耐化學藥劑等。由于APC系列預浸料的優(yōu)異性質(zhì),自ICI公司將其投放市場后,其迅速成為航天航空領域具實用性的先進熱塑性復合材料,尤其是在軍用飛機上更是受到青睞。

例如美國已經(jīng)將聚醚醚酮碳纖維棒復合材料應用于制造直升機旋翼和導彈殼體,美國隱身直升機LHX已經(jīng)采用此種復合材料。另外,F(xiàn)-117A的全自動尾翼、C-130機身的腹部壁板,法國陣風機身蒙皮等均采用了此種復合材料。

雖然APC系列有著一系列杰出的性質(zhì),但出于商業(yè)方面的考慮,ICI公司對APC系列的成型技術嚴格保密。

由于聚醚醚酮本身的高熔融粘度以及幾乎不溶于任何溶劑的性質(zhì),連續(xù)碳纖維棒增強聚醚醚酮復合材料的制備一直都是亟待攻克的技術難題。

近年來,隨著對連續(xù)碳纖維棒增強聚醚醚酮復合材料需求的不斷擴大,一系列新的成型技術不斷出現(xiàn),有效克服了聚醚醚酮浸漬困難的問題。


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