CN101775177B - 氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料 - Google Patents

氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料 Download PDF

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Abstract

氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,它涉及一种形状记忆聚合物复合材料。本发明解决了现有形状记忆聚合物复合材料可回复应变低的问题。形状记忆聚合物复合材料由形状记忆聚合物材料和氨纶纤维组成。本发明的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了10%以上,具有较大的可回复应变,再回复时又能够输出较大的外力。

Description

氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料
技术领域
本发明涉及一种形状记忆聚合物复合材料。 
背景技术
复合材料是由两种或多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料。一般复合材料的性能优于其组分材料的性能,并且有些性能是原来组分材料所没有的,复合材料改善了组分材料的刚度、强度、热学性能等。 
复合材料通常由基体和增强材料组成。基体常用各种树脂或金属、非金属材料;增强材料采用各种纤维或颗粒等材料。其中增强材料在复合材料中其主要作提供刚度和强度,基本控制其性能。基体材料起配合作用,它支持和固定纤维材料,传递纤维间载荷,保护纤维,防止磨损或腐蚀,改善复合材料的某些性能。 
现有常规的纤维增强树脂基复合材料具有高的比强度、比刚度等优异的力学性能,其强度、刚度与金属等量级、而密度却只有钢的几分之一。常规的纤维增强树脂基复合材料主要考虑材料的强度、刚度等静态或准静态的力学承载性能,不考虑材料的驱动特性。在常规的纤维增强树脂基复合材料中,树脂基体的最大可回复应变一般为2~5%,增强纤维(如,碳纤维、玻璃纤维等)的最大可回复应变一般为1~3%,当复合材料的应变超过3%时,增强纤维会发生破坏,复合材料整体也会破坏。因此,现有常规的复合材料的最大可回复应变量一般只有1%~3%。因此,常规的树脂基复合材料主要用于结构承载材料,而不可能用于类似于人工肌肉这类靠材料本身来驱动变形的主动大变形材料。此外,现有纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的增强相依然是常规的增强纤维(如,碳纤维、玻璃纤维等),导致现有的形状记忆聚合物复合材料的最大拉伸应变量一般只有1%~3%,而影响了形状记忆聚合物复合材料的应用。因此,有必要寻找一种具有较大的可回复应变的纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
发明内容
本发明是为了解决现有形状记忆聚合物复合材料可回复应变低的问题,而提供了氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
本发明氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比35~95份的形状记忆聚合物材料和5~65份的氨纶纤维组成。 
本发明形状记忆聚合物材料为形状记忆苯乙烯共聚物或形状记忆环氧树脂体系。 
本发明的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了100%以上,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,且本发明的纤维增强形状记忆聚合物复合材料在室温时(低于形状记忆聚合物的玻璃化转变温度,Tg)弹性模量较大,当加热到形状记忆聚合物的玻璃化转变温度以上时,形状记忆材料弹性模量降低,可塑性增强,在外界应力作用下,形状记忆聚合物复合材料能被动变形至理想形状;在保持外力约束的情况下将温度降至室温时(<Tg),形状记忆聚合物复合材料弹性模量升高,当外力卸载后,形状记忆聚合物复合材料能保持变形后的形状,且在无外界干扰的情况下,不会损坏,能长期储存,储存时间长;当再次加热至形状记忆聚合物Tg以上时,纤维增强形状记忆聚合物复合材料能主动回复至最原始(脱模后)的形状。氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料能表现出无损伤或较小损伤的拉长-回缩、弯曲-伸展、压缩-伸长等热机械循环性能。本发明的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料具有较高的可回复应变,可回复应变达到10%以上;同时具有较高的强度,强度达到了20MPa以上。 
本发明所述材料的制备方法为树脂基复合材料的常规制备方法,包括:手糊成型、模压成型、缠绕成型、喷射成型、树脂传递模塑成型、袋压法成型、真空袋-热压罐法成型、热压罐法成型、液压釜法成型、热膨胀塑法成型、层压及卷管成型、拉挤成型、连续缠管、连续制板。 
本发明氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的应用前景非常广阔,如航空工业包括宇宙飞船、人造卫星和空间站、各种飞行器,海洋工业包括远洋运 输轮船、高速轮船,石油化工工业包括各种管道和压力容器,汽车工业,建筑业,电子工业,体育用品,以及军事领域等。 
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。 
具体实施方式一:本实施方式氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比35~95份的形状记忆聚合物材料和5~65份的氨纶纤维组成。 
本实施方式中的氨纶纤维还可以是氨纶纤维织成的布。 
本发明所述材料的制备方法为树脂基复合材料的常规制备方法,包括:手糊成型、模压成型、缠绕成型、喷射成型、树脂传递模塑成型、袋压法成型、真空袋-热压罐法成型、热压罐法成型、液压釜法成型、热膨胀塑法成型、层压及卷管成型、拉挤成型、连续缠管、连续制板。由于树脂基复合材料制备方法的多样性和工艺的不规范性,本专利所详述的三种制造方法只是树脂基复合材料众多制备方法中具体的例子,并不是对其制备方法的限制。 
本实施方式氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的制备方法如下: 
方法一:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、氨纶纤维增强材料用有机溶液清洗,在烘箱中150~200℃下干燥处理40~60min直至有机溶液完全挥发;c、将脱模剂置于模具上;d、将经步骤b处理后的一定量的纤维增强材料装入模具、注入经a处理后的形状记忆聚合物、闭模,其中各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份;e、将模具在热压机中,按形状记忆聚合物规定的固化温度和时间固化;f、从热压机取出模具,待模具温度降至室温时脱模,得到固化后的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
方法二: 
本方法的制备步骤如下:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、将涂有脱模剂的芯模安装在复合材料缠绕机的芯轴上;c、调节芯轴的温度至一定温度使之与形状记忆聚合物树脂的温度相近;d、将步骤a化合的形状记忆聚合物树脂注入胶槽;e、从纱架上引出纤维端头,并使其依次通过胶槽的辊子、张力控制装置、丝嘴,最后固定到芯模上;f、调节张 力控制装置,使纤维张力满足缠绕工艺的要求;g、缠绕至所需层数,其中复合材料板的各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份,并在旋转装态下烘烤,使形状记忆聚合物树脂均匀浸透纤维;h、把缠好的平板连同芯模放在两加压板之间,在四个角位放置一定厚度的垫块;i、将其直接放入压机,加压,使模具上、下加压板与垫块接触,然后用锋利的刀具在芯模两端切断纤维;i、将模具在热压机中,按形状记忆聚合物的规定的固化温度和时间固化;j、自然冷却至室温,拆开模具,取出平板;k、对取出的平板进行修整,在垂直于纤维边缘上切去一定长度的一段,得到经缠绕法制备的纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
方法三: 
本方法的制备步骤如下:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、从低温箱中取出用形状记忆聚合物和纤维制成的预浸料密封袋,置于一定温度环境下,放置时间1~72h,方向启封;c、按裁切型板裁切一定长宽的一定层数的预浸料,其中复合材料板的各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份;d、将切好的预浸料逐层单向铺放在一起,铺好后,称取预浸料坯料重量;e、将金属底模板和上压板涂以脱模剂;f、按复合材料板的各组分最终体积百分比的要求剪裁所需数量和尺寸的吸胶材料;g、将预浸料坯料及有关辅助材料按如下顺序组合:1).在金属底模上放隔离薄膜;2).预浸料坯料上、下表面各铺一层有孔脱模布;3).在底模板隔离薄膜上放置吸胶材料,数量为其总层数的一半。再将附有有孔脱模布的浸料放在吸胶材料上,然后再放置另一半层数的吸胶材料;同时,在预浸料迭层周边铺设周边档条;4).依次放置有孔隔离层和有孔金属上压板;5).在上压板周边和底模板之间,粘贴周边密封带;h、将上述组合件放入热压罐中的金属基板上,铺放透气材料、真空袋材料和密封胶条,构成真空袋系统;i、将模具在热压罐中,按形状记忆聚合物规定的固化温度和时间固化;j、固化后,在压力下随罐冷却到室温。将组合件移出热压罐,取出纤维增强塑料平板。每边切去一定长度的一段;得到经真空袋-热压罐法制备的纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
本实施方式中氨纶纤维分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨 基甲酸酯,通过与硬链段连接在一起而增强其特性,具有高弹性的特点。本实施方式是将具有高弹性的氨纶纤维织布铺设在形状记忆聚合物中以达到提高材料的韧性和强度而得到大变形的目的,其增韧的机理是利用氨纶纤维织布的高弹性和回复率来改善形状记忆材料韧性不足,质脆易断裂的缺点,使其具有一定的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力。本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了10%以上,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力。 
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比35~45份的形状记忆聚合物材料和55~65份的氨纶纤维组成。其他与具体实施方式一相同。 
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一不同的是氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比55~65份的形状记忆聚合物材料和35~45份的氨纶纤维组成。其他与具体实施方式一相同。 
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一不同的是氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比85~95份的形状记忆聚合物材料和5~15份的氨纶纤维组成。其他与具体实施方式一相同。 
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一不同的是氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比90份的形状记忆聚合物材料和10份的氨纶纤维组成。其他与具体实施方式一相同。 
具体实施方式方式六:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆苯乙烯共聚物。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 
本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为12%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右。 
具体实施方式方式七:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤c中形 状记忆聚合物为形状记忆环氧树脂体系。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 
本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为15%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,具有低密度(密度为0.9-1.2g/mm3)、高模量(模量达到了1.5Gpa以上)、高强度(强度达到了20MPa以上)的特点。 
具体实施方式方式八:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 
本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为14%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右。 
具体实施方式方式九:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆反式聚异戊二烯。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 
本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为30%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右。 
具体实施方式方式十:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆聚降冰片烯或形状记忆氰酸酯。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 
本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为40%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右。 
具体实施方式十一:本实施方法氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料制备方法的步骤如下:a、取过氧化苯甲酰1份,研磨成粉末;b、和连乙烯基苯按1∶1混合均匀备用;c、再和聚苯乙烯按1∶50混合搅拌均匀,放入真空箱中抽真空半小时,赶尽溶液中的气泡,得到形状记忆聚合物备用;d、将脱模剂均匀涂在模具中;e、将用有机溶剂清洗过的干燥后的氨纶纤维布铺设在模具中,氨纶布与形状记忆聚合物的体积比为1∶9,即布的含量为10%,注入步骤3中得到的形状记忆聚合物后放入真空干燥箱内,抽真空半小时,在75℃条件下加热26~36小时;f、从真空干燥箱内取出模具,待模具温度降至室温时脱模,得到固化后的纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了50%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,且本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的运动稳定性好、可靠性高、低密度(密度为0.9-1.2g/mm3)、高模量(模量达到了1.5Gpa以上)、高强度(强度达到了20MPa以上)和低成本等优点。本实施方式的复合材料广泛的应用于玩具、医学、建筑、交通、航空航天等诸多领域。 
具体实施方式十二:本实施方法氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料制备方法的步骤如下:a、形状记忆苯乙烯由下列成分按重量百分比化合而成:乙烯基新癸酸:7%、联乙烯基苯:1%、苯乙烯:90%、过氧化苯甲酰:2%,将反应后的混合物冷却保存在冰箱里;b、将涂有硅油的芯模安装在复合材料缠绕机的芯轴上;c、调节芯轴的温度至25℃使之与形状记忆苯乙烯树脂的温度 相近;d、将步骤a化合的形状记忆苯乙烯树脂注入胶槽;e、从纱架上引出纤维端头,并使其依次通过胶槽的辊子、张力控制装置、丝嘴、最后固定到芯模上;f、调节张力控制装置,使纤维张力满足缠绕工艺的要求;g、缠绕至所需层数,使复合材料板的各组分最终体积百分比为:形状记忆聚合物40%、氨纶纤维60%,并在旋转装态下于55℃烘烤,使形状记忆苯乙烯树脂均匀浸透碳纤维;h、把缠好的平板(20cm×,20cm)连同芯模放在两加压板之间,在四个角位放置厚度为4mm的垫块;i、将其直接放入压机,加压至2MPa,使模具上、下加压板与垫块接触,然后用锋利的刀具在芯模两端切断氨纶纤维;i、将模具在热压机中,于75℃、2MPa条件下固化24小时;j、自然冷却至室温,拆开模具,取出平板;k、对取出的平板进行修整,在垂直于纤维边缘上切去15mm,得到经缠绕法制备的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了55%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,且本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的运动稳定性好、可靠性高、低密度(密度为0.9-1.2g/mm3)、高模量(模量达到了1.5Gpa以上)、高强度(强度达到了20MPa以上)和低成本等优点。本实施方式的复合材料广泛的应用于玩具、医学、建筑、交通、航空航天等诸多领域。 
具体实施方式十三:本实施方法氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料制备方法的步骤如下:a、形状记忆苯乙烯由下列成分按重量百分比化合而成:乙烯基新癸酸:7%、联乙烯基苯:1%、苯乙烯:90%、过氧化苯甲酰:2%,将反应后的混合物冷却保存在低温箱中;b、从低温箱中取出用形状记忆苯乙烯和氨纶纤维制成的预浸料密封袋,置于温度23±2℃,湿度度55±5%的环境下,放置时间大于2h,方向启封;c、按裁切型板裁切20×20cm的一定层数的预浸料,使复合材料板的各组分最终体积百分比为:形状记忆聚合物60%、氨纶纤维40%;d、将切好的预浸料逐层单向铺放在一起,铺好后,称取预浸料坯料重量;e、将金属底模板和上压板涂以硅油;f、按复合材料板的各组分最终体积百分比为形状记忆聚合物60%、氨纶纤维40%的要求剪裁所需数量的吸胶材料。吸胶材料尺寸为20×20cm;g、将预浸料坯料及有关辅助材料按如下顺序组合: 1).在金属底模上放隔离薄膜(不透胶的聚四氟乙烯玻璃布);2).预浸料坯料上、下表面各铺一层有孔脱模布(聚四氟乙烯玻璃布);3).在底模板隔离薄膜上放置吸胶材料(0.1mm玻璃布),数量为其总层数的一半。再将附有有孔脱模布的浸料放在吸胶材料上,然后再放置另一半层数的吸胶材料;同时,在预浸料迭层周边铺设周边档条(经硫化的橡胶条);4).依次放置有孔隔离层和有孔金属上压板;5).在上压板周边和底模板之间,粘贴周边密封带;h、将上述组合件放入热压罐中的金属基板上,铺放透气材料、真空袋材料和密封胶条,构成真空袋系统;i、将模具在热压罐中,于75℃、0.5MPa条件下固化36小时;j、固化后,在压力下随罐冷却到室温。将组合件移出热压罐,取出纤维增强塑料平板。每边切去15mm;得到经真空袋-热压罐法制备的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料。 
本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变达到了65%,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,且本实施方式制作得到的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的运动稳定性好、可靠性高、低密度(密度为0.9-1.2g/mm3)、高模量(模量达到了1.5Gpa以上)、高强度(强度达到了20MPa以上)和低成本等优点。本实施方式的复合材料广泛的应用于玩具、医学、建筑、交通、航空航天等诸多领域。 
具体实施方式方式九:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆苯乙烯共聚物。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。 
现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右,而本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为60%,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的回复率高,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料在无外界干扰的情况下,不会损坏,能长期储存,储存时间长,密度为1.01g/mm3、模量为1.36Gpa、 强度为24MPa。 
具体实施方式方式十:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆环氧树脂体系。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。 
现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右,而本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为70%,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的回复率高,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料在无外界干扰的情况下,不会损坏,能长期储存,储存时间长储存时间为、密度为1.19g/mm3、模量为1.75Gpa、强度为29MPa。 
具体实施方式方式十一:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。 
现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右,而本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为74%,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的回复率高,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料在无外界干扰的情况下,不会损坏,能长期储存,储存时间长储存时间为、密度为1.05g/mm3、模量为1.96Gpa、强度为28MPa。 
具体实施方式方式十二:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆反式聚异戊二烯。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。 
具体实施方式方式十三:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中形状记忆聚合物为形状记忆聚降冰片烯或形状记忆氰酸酯。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。 
现有形状记忆聚合物复合材料的可回复应变仅能达到3%左右,而本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的可回复应变为68%,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的回复率高,具有较大的可回复应变,能够在受到外加载荷时具有较大的应变,再回复时又能够输出较大的外力,本实施方式的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料在无外界干扰的情况下,不会损坏,能长期储存,储存时间长储存时间为、密度为1.09g/mm3、模量为1.67Gpa、强度为31MPa以上。 

Claims (5)

1.氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,其特征在于氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比35~95份的形状记忆聚合物材料和5~65份的氨纶纤维组成;其中形状记忆聚合物材料为形状记忆苯乙烯共聚物或形状记忆环氧树脂体系;所述氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料的制备方法为方法一、方法二或方法三,其中
方法一的制备步骤如下:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、氨纶纤维增强材料用有机溶液清洗,在烘箱中150~200℃下干燥处理40~60min直至有机溶液完全挥发;c、将脱模剂置于模具上;d、将经步骤b处理后的一定量的纤维增强材料装入模具、注入经a处理后的形状记忆聚合物、闭模,其中各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份;e、将模具在热压机中,按形状记忆聚合物规定的固化温度和时间固化;f、从热压机取出模具,待模具温度降至室温时脱模,得到固化后的氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料;
方法二的制备步骤如下:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、将涂有脱模剂的芯模安装在复合材料缠绕机的芯轴上;c、调节芯轴的温度至一定温度使之与形状记忆聚合物树脂的温度相近;d、将步骤a化合的形状记忆聚合物树脂注入胶槽;e、从纱架上引出纤维端头,并使其依次通过胶槽的辊子、张力控制装置、丝嘴,最后固定到芯模上;f、调节张力控制装置,使纤维张力满足缠绕工艺的要求;g、缠绕至所需层数,其中复合材料板的各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份,并在旋转装态下烘烤,使形状记忆聚合物树脂均匀浸透纤维;h、把缠好的平板连同芯模放在两加压板之间,在四个角位放置一定厚度的垫块;i、将其直接放入压机,加压,使模具上、下加压板与垫块接触,然后用锋利的刀具在芯模两端切断纤维;i、将模具在热压机中,按形状记忆聚合物的规定的固化温度和时间固化;j、自然冷却至室温,拆开模具,取出平板;k、对取出的平板进行修整,在垂直于纤维边缘上切去一定长度的一段,得到经缠绕法制备的纤维增强形状记忆聚合物复合材料;
方法三的制备步骤如下:a、制备形状记忆聚合物,将反应后的混合物在低温条件下保存;b、从低温箱中取出用形状记忆聚合物和纤维制成的预浸料密封袋,置于一定温度环境下,放置时间1~72h,方向启封;c、按裁切型板裁切一定长宽的一定层数的预浸料,其中复合材料板的各组分最终重量份数比为:形状记忆聚合物材料为35~95份,氨纶纤维为5~65份;d、将切好的预浸料逐层单向铺放在一起,铺好后,称取预浸料坯料重量;e、将金属底模板和上压板涂以脱模剂;f、按复合材料板的各组分最终体积百分比的要求剪裁所需数量和尺寸的吸胶材料;g、将预浸料坯料及有关辅助材料按如下顺序组合:1).在金属底模上放隔离薄膜;2).预浸料坯料上、下表面各铺一层有孔脱模布;3).在底模板隔离薄膜上放置吸胶材料,数量为其总层数的一半。再将附有有孔脱模布的浸料放在吸胶材料上,然后再放置另一半层数的吸胶材料;同时,在预浸料迭层周边铺设周边档条;4).依次放置有孔隔离层和有孔金属上压板;5).在上压板周边和底模板之间,粘贴周边密封带;h、将上述组合件放入热压罐中的金属基板上,铺放透气材料、真空袋材料和密封胶条,构成真空袋系统;i、将模具在热压罐中,按形状记忆聚合物规定的固化温度和时间固化;j、固化后,在压力下随罐冷却到室温。将组合件移出热压罐,取出纤维增强塑料平板。每边切去一定长度的一段;得到经真空袋-热压罐法制备的纤维增强形状记忆聚合物复合材料。
2.根据权利要求1所述氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,其特征在于氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比35~45份的形状记忆聚合物材料和55~65份的氨纶纤维组成。
3.根据权利要求1所述氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,其特征在于氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比55~65份的形状记忆聚合物材料和35~45份的氨纶纤维组成。
4.根据权利要求1所述氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,其特征在于氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比85~95份的形状记忆聚合物材料和5~15份的氨纶纤维组成。
5.根据权利要求1所述氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料,其特征在于氨纶纤维增强形状记忆聚合物复合材料按照重量份数比90份的形状记忆聚合物材料和10份的氨纶纤维组成。
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