CN102642316A - 一种复合材料管的连续化制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料管的连续化制备方法，该方法包括两个基本工序：(1)卷绕，是指将连续纤维预浸料预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层；(2)缠绕，是指将浸过树脂基体胶液的连续纤维缠绕到待加工表面，纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满待加工表面，形成一层纤维缠绕层。铺层时工序(1)和工序(2)在同一台设备上轮流进行，后经固化和脱模即制得复合材料管。本发明通过纤维缠绕和预浸料卷绕轮流进行的方式，可以实现纤维增强复合材料管零到九十度范围内任意角度纤维铺层的铺设，制得的纤维增强复合材料管具有较高的周向强度，同时具有优良的轴向强度和抗弯刚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料管的连续化制备方法，特别涉及一种纤维增强复合材料管的连续化制备方法。
背景技术
纤维增强复合材料管是一种复合材料制品，常见的增强纤维有玻璃纤维和碳纤维等。和传统的金属管材相比，其拥有质量轻，强度高，耐蚀性强的优点，可被用于代替金属材料作为各种结构件，在航空航天、汽车制造、纺织机械等许多领域都有广泛应用。
纤维增强复合材料管通常通过缠绕成型或卷管成型的方法进行制备，缠绕成型即浸过树脂基体胶液的连续纤维在张力作用下按照一定规律缠绕到芯模上，达到一定厚度后经固化、脱模获得的。纤维缠绕成型工艺具有机械自动化、可靠性高、生产效率高、制品质量高而稳定的优点。然而现有的纤维缠绕设备无法进行小角度或轴向纤维的缠绕，缠绕角一般要求大于15度。当缠绕角小于15度时，纤维在张力作用下易在管口处发生滑脱，使缠绕失败，另外还会出现展纱不良的问题。
卷管成型是将连续纤维预浸料在卷管机上热卷成型复合材料管材的一种方法。和缠绕成型相比，卷管成型的优势在于该方法对铺层纤维的方向没有限制，可进行小角度或轴向纤维铺层的铺设，且操作方便；其缺点在于成型过程中连续纤维预浸料的张力较小，导致所制得管材的强度不高，主要用于对强度要求较低的民用制品的成型，如鱼竿和高尔夫球杆等。
随着科学技术的发展，许多领域对材料的性能也提出了更高的要求。为了使管件具有尽可能高的抗弯刚度和轴向强度，纤维应沿轴向排布，且纤维与芯模轴线夹角越小，管的抗弯刚度和轴向强度越高。由于缠绕角度的限制，缠绕成型的纤维增强复合材料管的抗弯刚度和轴向强度都不高；卷管成型虽然能进行轴向纤维的铺设，但是所制得管件的强度无法满足较高要求。
为了使管件保证轴向强度的同时，具有较高抗弯刚度和轴向强度，目前缠绕成型工艺已有了不同方式的改进。常用的方法是在缠绕前在芯模表面包覆一层或多层纤维网格布或纤维毡作为内衬层，在进行纤维的缠绕成型，这种方法通过内衬层提供了一定的轴向强度，但效果并不显著。其余方法主要可分为两类。一类是在芯模端头设计挂纱装置，以防止在小角度缠绕时纱线滑脱，但这类方法需要使用特制的芯模，脱模时还需拆除挂纱装置，且挂纱装置占据了一定缠绕面积；另一类是一定宽度的单向布或网格布带经浸胶后以环向缠绕的方式在芯模表面缠绕，提供一定的轴向强度，通过这类方法制得的复合材料管能保证一定的轴向强度，但由于增强纤维沿轴线方向不连续，所以抗弯刚度并不高。
发明内容
本发明针对现有纤维缠绕工艺难以实施轴向铺层和小角度铺层，所制得的纤维缠绕管抗弯刚度和轴向强度不高，应用领域受限的问题，发明了一种能够铺设任意角度纤维，尤其是轴向和小角度纤维，并进行连续化制备的方法。本发明采用如下技术方案：
一种复合材料管的连续化制备方法，所述的连续化制备方法是指铺层连续化，所述的铺层包括两个基本工序：
(1)卷绕，是指将连续纤维预浸料预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层。所述的连续纤维预浸料是指单向纤维预浸带或纤维编织预浸布，预浸料的宽度与复合材料管的长度相同，在待加工面上卷绕n周后形成的n层预浸料卷绕层。预热的方式有热辊加热、红外灯辐照、热风预热或电热板预热，也可为其他预热方式。预热的目的是提高预浸料中树脂基体的流动性，使预浸料充分发软发粘，但又不出现明显的流胶现象，提高预浸料的黏结性能。
(2)缠绕，是指将浸过树脂基体胶液的连续纤维缠绕到待加工表面，纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满待加工表面，形成一层纤维缠绕层。由于缠绕过程中，纤维是连续的，张紧的，所以成型后的纤维缠绕层能够最大程度发挥纤维的强度。
铺层：工序(1)和工序(2)在同一设备上轮流进行，顺序按制品的不同铺层要求进行调节；所述的轮流进行是指铺层时，一层或一层以上纤维缠绕层与一层或一层以上预浸料卷绕层交替铺设，至少交替两次。
在所述的一层或一层以上纤维缠绕层中，相邻两层纤维缠绕层的纤维可以是同一种连续纤维，也可以是两种不同的连续纤维。
在所述的一层或一层以上预浸料卷绕层中，相邻两层预浸料卷绕层可以同为单向纤维预浸带或同为纤维编织预浸布，也可一层为单向纤维预浸带，另一层为纤维编织预浸布。若相邻两层预浸料卷绕层同为单向纤维预浸带，则这两层可以为同一种单向纤维预浸带，也可为两种不同的单向纤维预浸带；若相邻两层预浸料卷绕层同为纤维编织预浸布，则这两层可以为同一种纤维编织预浸布，也可为两种不同的纤维编织预浸布。
这种轮流铺层的方式，其优点在于预浸料卷绕层与纤维缠绕层的铺层顺序可调，预浸料卷绕层在成型时由于张力较小，故强度不高，与其相邻外层的纤维缠绕层能够对内层预浸料卷绕层起到加强、加紧的作用，提高了预浸料卷绕层的强度；纤维缠绕层无法实现的轴向及小角度纤维的铺设可由单向纤维预浸带或纤维编织预浸布的卷绕形成的卷绕层进行实现，从而使制得的纤维增强复合材料管在具有较高强度的同时，具有优良的轴向强度和抗弯刚度；
固化和脱模：铺层完成后进行固化和脱模，即制得复合材料管，固化是为了提高制品的物化性能和机械强度，脱模可采用脱模机或手工脱模的方式进行。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的连续纤维预浸料是指单向纤维预浸带或纤维编织预浸布；所述的单向纤维预浸带的卷绕是指将单向纤维预浸带预热软化后，在待加工表面卷绕一周，形成一层卷绕层，卷绕时单向纤维预浸带中的纤维排列方向与管轴线方向的夹角为0～30度。每一层预浸料卷绕层可以是单向纤维预浸带也可以是纤维编织预浸布。如上所述的单向纤维预浸带是指用树脂基体浸渍单向排列的连续纤维制成的树脂基体与连续纤维的组合物；纤维编织预浸布是指用树脂基体浸渍纤维编织物制成的树脂基体与纤维编织物的组合物。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，卷绕时单向纤维预浸带中的纤维排列方向与管轴线方向夹角为3～10度。单向纤维预浸带中的纤维排列方向与管轴线方向夹角为小角度时，能增加复合材料管的轴向强度和抗弯刚度，单向纤维预浸带中的纤维以大螺旋角度缠绕在复合材料管中。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的连续纤维预浸料中的连续纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、硼纤维、石英纤维、陶瓷纤维和PBO纤维中的一种或几种的组合，如陶瓷纤维单向预浸带、石英纤维单向预浸带、高强高模聚乙烯纤维编织预浸布、PBO纤维编织预浸布、碳/硼混杂纤维单向预浸带、碳/玻璃/芳纶混杂纤维单向预浸带、碳/玻璃混杂纤维编织预浸布、碳/玻璃/芳纶混杂纤维编织预浸布。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的预热是指在30～180℃温度范围内，对连续纤维预浸料均匀加热，提高预浸料的黏结性能
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的预浸料的树脂基体及缠绕所用的树脂基体胶液的种类为环氧树脂、聚酯树脂或酚醛树脂。所述的预浸料的树脂基体及缠绕所用的树脂基体胶液种类可以相同或不同，但是能在相同的固化制度下进行固化成型。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的浸过树脂基体胶液的连续纤维中的纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、硼纤维、石英纤维、陶瓷纤维和PBO纤维中的一种或几种的组合，如单独将碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、硼纤维、石英纤维、陶瓷纤维和PBO纤维中的一种浸渍树脂基体胶液后在待加工表面上缠绕，形成一层纤维缠绕层；或将碳纤维和玻璃纤维一起浸渍树脂基体胶液，在待加工表面上缠绕，形成一层混杂纤维缠绕层；或将碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维一起浸渍树脂基体胶液，在待加工表面上缠绕，形成一层混杂纤维缠绕层。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的卷绕是指芯模转动且预浸料有传送，传送速度与待加工表面的线速度相同，以减少张力的产生，防止单向纤维预浸带在垂直于纤维排列的方向上受张力作用而发生开裂。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的缠绕是指环向缠绕或螺旋缠绕，缠绕角为30～90度。
如上所述的一种复合材料管的连续化制备方法，所述的固化是指在固化炉中进行加热固化，温度范围为60～180℃。
有益效果
本发明可以用不同种类的连续纤维预浸料或纤维进行纤维增强复合材料管的制备，所制备的单件复合材料管的增强纤维种类可以为一种或多种，使所制备的复合材料管的性能和成本达到更高的可设计性。
2.通过纤维缠绕和预浸料卷绕交替进行的方式，可以实现纤维增强复合材料管零到九十度范围内任意角度纤维铺层的铺设，达到铺层角度的可调节性和可设计性。
3.本发明制备的纤维增强复合材料管具有预浸料卷绕层与纤维缠绕层轮流铺层的结构，其优点在于预浸料卷绕层与纤维缠绕层的铺设顺序可调，预浸料卷绕层在成型时由于张力较小，故强度不高，与其相邻外层的纤维缠绕层能够对内层预浸料卷绕层起到加强、加紧的作用，提高了预浸料卷绕层的强度；纤维缠绕层无法实现的轴向及小角度纤维的铺设可由单向纤维预浸带或纤维编织预浸布的卷绕形成的卷绕层进行实现，从而使制得的纤维增强复合材料管具有较高的周向强度，同时具有优良的轴向强度和抗弯刚度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，碳纤维单向预浸带经30℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行20个周期，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行60℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6mm。技术性能为环向拉伸强度800MPa；轴向拉伸强度550MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.15mm。
实施例2
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃纤维单向预浸带经180℃热风预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为聚酯树脂基体，玻璃纤维体积百分数为55％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为3度；
(3)玻璃纤维单向预浸带经180℃热风预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为聚酯树脂基体，玻璃纤维体积百分数为55％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为3度，与相邻内层玻璃纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过聚酯树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行180℃加热固化，后经手工脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚9mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度380MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.45mm。
实施例3
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，将浸过酚醛树脂基体胶液的芳纶纤维缠绕到芯模表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(3)芳纶纤维编织预浸布经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕三周，形成三层预浸料卷绕层，芳纶纤维编织预浸布中基体为酚醛树脂基体，芳纶纤维体积百分数为65％；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行10个周期完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行120℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚7.5mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度500MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.18mm。
实施例4
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，将浸过酚醛树脂基体胶液的高强高模聚乙烯纤维缠绕到芯模表面，控制缠绕角为45度，环向缠绕形成两层正交的纤维缠绕层；
(3)高强高模聚乙烯纤维编织预浸布经70℃热风预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，高强高模聚乙烯纤维编织预浸布中基体为酚醛树脂基体，高强高模聚乙烯纤维体积百分数为60％；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行20个周期，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行120℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚9mm。技术性能为环向拉伸强度850MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.15mm。
实施例5
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为65％，硼纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度；
(3)硼纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为65％，硼纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度，但与相邻内层硼纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过环氧树脂基体胶液的硼纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行80℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度400MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.16mm。
实施例6
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，石英纤维单向预浸带经80℃电热板预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，石英纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，石英纤维体积百分数为60％，石英纤维的排列方向与芯模轴线夹角为10度；
(3)石英纤维单向预浸带经80℃电热板预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，石英纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，石英纤维体积百分数为60％，石英纤维的排列方向与芯模轴线夹角为10度，与相邻内层石英纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过聚酯树脂基体胶液的石英纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(5)将浸过聚酯树脂基体胶液的石英纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，环向缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(6)上述步骤(2)至步骤(5)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(7)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行120℃加热固化，后经手工脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚4.8mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度450MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例7
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，陶瓷纤维编织预浸布经90℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，陶瓷纤维编织预浸布中基体为聚酯树脂基体，陶瓷纤维体积百分数为60％；
(3)陶瓷纤维单向预浸带经90℃热辊加热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，陶瓷纤维单向预浸带中基体为聚酯树脂基体，陶瓷纤维体积百分数为60％，陶瓷纤维的排列方向与芯模轴线夹角为25度；
(4)陶瓷纤维单向预浸带经90℃热辊加热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，陶瓷纤维单向预浸带中基体为聚酯树脂基体，陶瓷纤维体积百分数为60％，陶瓷纤维的排列方向与芯模轴线夹角为25度，与相邻内层陶瓷纤维的排列方向正交；
(5)将浸过聚酯树脂基体胶液的陶瓷纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(6)将浸过聚酯树脂基体胶液的陶瓷纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行160℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3.6mm。技术性能为环向拉伸强度700MPa；轴向拉伸强度500MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例8
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，PBO纤维编织预浸布经90℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，PBO纤维编织预浸布中基体为酚醛树脂基体，PBO纤维体积百分数为65％；
(3)PBO纤维单向预浸带经100℃热风预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，PBO纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，PBO纤维体积百分数为60％，PBO纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(4)PBO纤维单向预浸带经90℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，PBO纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，PBO纤维体积百分数为60％，PBO纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层PBO纤维的排列方向斜交；
(5)将浸过环氧树脂基体胶液的PBO纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的PBO纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行5个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行180℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚5.2mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度450MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例9
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃纤维编织预浸布经70℃热风预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为60％；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(4)玻璃纤维单向预浸带经70℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度；
(5)玻璃纤维单向预浸带经70℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度，与相邻内层玻璃纤维的排列方向正交；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行160℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3.6mm。技术性能为环向拉伸强度850MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.25mm。
实施例10
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，碳纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(3)碳纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层碳纤维的排列方向斜交；
(4)玻璃纤维单向预浸带经70℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度；
(5)玻璃纤维单向预浸带经70℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度，与相邻内层玻璃纤维的排列方向正交；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行160℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度900MPa；轴向拉伸强度720MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例11
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，芳纶纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，芳纶纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，芳纶纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(3)芳纶纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，芳纶纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，芳纶纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层碳纤维的排列方向斜交；
(4)碳纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度；
(5)碳纤维单向预浸带经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为65％，玻璃纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度，与相邻内层玻璃纤维的排列方向正交；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行180℃加热固化，后经手工脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度700MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.18mm。
实施例12
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，石英纤维单向预浸带经160℃电热板预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，石英纤维单向预浸带中基体为聚酯树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，石英纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(3)将浸过聚酯树脂基体胶液的硼纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行90℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚4.5mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度550MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.16mm。
实施例13
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，陶瓷纤维单向预浸带经30℃热风预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，陶瓷纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，陶瓷纤维体积百分数为55％，陶瓷纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的高强高模聚乙烯纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行60℃加热固化，后经手工脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6mm。技术性能为环向拉伸强度800MPa；轴向拉伸强度600MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例14
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼纤维单向预浸带经30℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维单向预浸带基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行20个周期；
(5)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行60℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6.2mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.15mm。
实施例15
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，碳纤维单向预浸带经180℃热风预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为60％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(3)将浸过环树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行10个周期；
(5)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行100℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6.3mm。技术性能为环向拉伸强度900MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.1mm。
实施例16
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，将浸过酚醛树脂基体胶液的芳纶纤维缠绕到芯模表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(3)碳纤维编织预浸布经60℃红外灯辐照预热后，在待加工表面卷绕三周，形成三层预浸料卷绕层，碳纤维编织预浸布中基体为酚醛树脂基体，碳纤维体积百分数为65％；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行10个周期完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行140℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚7.5mm。技术性能为环向拉伸强度550MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.12mm。
实施例17
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃维编织预浸布经70℃热风预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为60％；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为45度，环向缠绕形成两层正交的纤维缠绕层；
(4)碳纤维单向预浸带经180℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为60％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(5)上述步骤(3)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行60℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6.2mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度600MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.1mm。
实施例18
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃维编织预浸布经70℃热风预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为60％；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为45度，环向缠绕形成两层正交的纤维缠绕层；
(4)碳纤维单向预浸带经180℃热风预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为60％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(5)上述步骤(3)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层，完成铺层；
(7)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行60℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6.3mm。技术性能为环向拉伸强度800MPa；轴向拉伸强度750MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.1mm。
实施例19
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼/碳混杂纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为30％，碳纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度；
(3)硼/碳混杂纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为30％，碳纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度，但与相邻内层纤维的排列方向斜交；
(4)将一同浸过环氧树脂基体胶液的硼纤维和碳纤维缠绕到待加工表面，硼纤维与碳纤维的体积比为1∶1，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行80℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6mm。技术性能为环向拉伸强度850MPa；轴向拉伸强度650MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.05mm。
实施例20
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，碳/芳纶混杂纤维单向预浸带经80℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳/芳纶混杂纤维单向预浸带基体为酚醛树脂基体，碳纤维体积百分数为30％，芳纶纤维体积百分数为30％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(3)碳/芳纶混杂纤维单向预浸带经80℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳/芳纶混杂纤维单向预浸带基体为酚醛树脂基体，碳纤维体积百分数为30％，芳纶纤维体积百分数为30％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过酚醛树脂基体胶液的碳纤维和芳纶纤维缠绕到待加工表面，碳纤维与芳纶纤维的体积比为2∶1，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行180℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚6mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度700MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.03mm。
实施例21
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃/陶瓷混杂纤维单向预浸带经90℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃/陶瓷混杂纤维单向预浸带基体为聚酯树脂基体，玻璃纤维体积百分数为20％，陶瓷纤维体积百分数为45％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为45度；
(3)玻璃/陶瓷混杂纤维单向预浸带经90℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃/陶瓷混杂纤维单向预浸带基体为聚酯树脂基体，玻璃纤维体积百分数为20％，陶瓷纤维体积百分数为45％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过聚酯树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行5个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行170℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度800MPa；轴向拉伸强度700MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.2mm。
实施例22
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，高强高模聚乙烯/石英混杂纤维单向预浸带经60℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，高强高模聚乙烯/石英混杂纤维单向预浸带基体为聚酯树脂基体，高强高模聚乙烯纤维体积百分数为35％，石英纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度；
(3)高强高模聚乙烯/石英混杂纤维单向预浸带经60℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，高强高模聚乙烯/石英混杂纤维单向预浸带基体为聚酯树脂基体，高强高模聚乙烯纤维体积百分数为35％，石英纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度，与相邻内层纤维的排列方向斜交；
(4)将浸过聚酯树脂基体胶液的碳纤维和芳纶纤维缠绕到待加工表面，碳纤维与芳纶纤维的体积比为2∶1，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(5)上述步骤(2)至步骤(4)构成一个铺层周期，循环进行5个周期，完成铺层；
(6)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行170℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度950MPa；轴向拉伸强度800MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.15mm。
实施例23
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼/碳混杂纤维编织预浸布经40℃电热板预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为35％，碳纤维体积百分数为35％；
(3)硼/碳混杂纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为30％，碳纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度；
(4)硼/碳混杂纤维单向预浸带经40℃电热板预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为30％，碳纤维体积百分数为35％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为15度，但与相邻内层纤维的排列方向斜交；
(5)将一同浸过环氧树脂基体胶液的硼纤维和碳纤维缠绕到待加工表面，硼纤维与碳纤维的体积比为1∶1，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(6)上述步骤(2)至步骤(5)构成一个铺层周期，循环进行10个周期，完成铺层；
(7)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行80℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚7.5mm。技术性能为环向拉伸强度750MPa；轴向拉伸强度850MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.1mm。
实施例24
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼/碳混杂纤维编织预浸布经40℃电热板预热后，在芯模表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，硼/碳混杂纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为35％，碳纤维体积百分数为30％；
(3)将一同浸过环氧树脂基体胶液的硼纤维和碳纤维缠绕到待加工表面，硼纤维与碳纤维的体积比为1∶1，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层；
(4)上述步骤(2)至步骤(3)构成一个铺层周期，循环进行5个周期，完成铺层；
(5)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行90℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度850MPa；轴向拉伸强度800MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.14mm。
实施例25
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，陶瓷纤维编织预浸布经90℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，陶瓷纤维编织预浸布中基体为聚酯树脂基体，陶瓷纤维体积百分数为60％；
(3)碳纤维编织预浸布经70℃热辊加热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳纤维编织预浸布中基体为聚酯树脂基体，碳纤维体积百分数为65％；
(4)将浸过聚酯树脂基体胶液的陶瓷纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(5)将浸过聚酯树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(6)上述步骤(2)至步骤(5)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(7)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行160℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3.6mm。技术性能为环向拉伸强度650MPa；轴向拉伸强度850MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.16mm。
实施例26
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，硼纤维编织预浸布经70℃热风预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为65％；
(3)PBO纤维编织预浸布经30℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，PBO纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，PBO纤维体积百分数为60％；
(4)石英纤维编织预浸布经50℃热风预热后，在待加工表面卷绕三周，形成三层预浸料卷绕层，石英纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，石英纤维体积百分数为50％；
(5)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(6)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(7)上述步骤(2)至步骤(6)构成一个铺层周期，循环进行4个周期，完成铺层；
(8)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行160℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3.6mm。技术性能为环向拉伸强度900MPa；轴向拉伸强度800MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.16mm。
实施例27
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，PBO纤维编织预浸布经90℃热辊加热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，PBO纤维编织预浸布中基体为酚醛树脂基体，PBO纤维体积百分数为65％；
(3)高强高模聚乙烯纤维单向预浸带经100℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，高强高模聚乙烯纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，高强高模聚乙烯纤维体积百分数为60％，高强高模聚乙烯纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(4)高强高模聚乙烯纤维单向预浸带经100℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，高强高模聚乙烯纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，高强高模聚乙烯纤维体积百分数为60％，高强高模聚乙烯纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层高强高模聚乙烯纤维的排列方向斜交；
(5)碳纤维单向预浸带经70℃热辊加热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为酚醛树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(5)将浸过酚醛树脂基体胶液的PBO纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为45度，环向缠绕形成两层正交的纤维缠绕层；
(6)将浸过酚醛树脂基体胶液的高强高模聚乙烯纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为60度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(7)将浸过酚醛树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，螺旋缠绕形成两层纤维缠绕层；
(8)上述步骤(2)至步骤(7)构成一个铺层周期，循环进行2个周期，完成铺层；
(9)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行120℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度800MPa；轴向拉伸强度850MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.25mm。
实施例28
(1)本实施例中，制备复合材料管所用的芯模长3000mm，截面直径为90mm，所用预浸料的宽度与芯模长度相等，为3000mm；
(2)在同一设备上，玻璃纤维编织预浸布经70℃热风预热后，在芯模表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，玻璃纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，玻璃纤维体积百分数为60％；
(3)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成一层纤维缠绕层；
(4)碳纤维单向预浸带经70℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为65％，碳纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度；
(5)将浸过环氧树脂基体胶液的碳纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为30度，螺旋缠绕形成两层斜交的纤维缠绕层；
(6)硼纤维单向预浸带经80℃热风预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为60％，硼纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度；
(7)硼纤维单向预浸带经80℃热风预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层，硼纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，硼纤维体积百分数为60％，硼纤维的排列方向与芯模轴线夹角为30度，与相邻内层硼纤维的排列方向斜交；
(8)将浸过环氧树脂基体胶液的硼纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为45度，螺旋缠绕形成两层正交的纤维缠绕层；
(9)芳纶纤维编织预浸布经80℃热风预热后，在待加工表面卷绕三周，形成三层预浸料卷绕层，芳纶纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，芳纶纤维体积百分数为65％；
(10)碳/芳纶混杂纤维编织预浸布经80℃热风预热后，在待加工表面卷绕两周，形成两层预浸料卷绕层，碳/芳纶混杂纤维编织预浸布中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为40％，芳纶纤维体积百分数为25％；
(11)碳/硼混杂纤维单向预浸带经80℃热风预热后，在待加工表面卷绕三周，形成三层预浸料卷绕层，碳/硼混杂纤维单向预浸带中基体为环氧树脂基体，碳纤维体积百分数为40％，硼纤维体积百分数为20％，纤维的排列方向与芯模轴线夹角为0度
(12)将浸过环氧树脂基体胶液的玻璃纤维缠绕到待加工表面，控制缠绕角为90度，环向缠绕形成两层纤维缠绕层，完成铺层；
(13)将完成上述铺层后的制品送入固化炉中进行170℃加热固化，后经脱模机脱模，制得复合材料管。
所制得的复合材料管的尺寸为长3000mm，内径90mm，壁厚3mm。技术性能为环向拉伸强度950MPa；轴向拉伸强度900MPa；将管体两端固定，在管体中间部位施加1000N竖直向下的恒定压力，管体中间的形变量为0.08mm。
Claims (10)
1.一种复合材料管的连续化制备方法，其特征是：所述的连续化制备方法是指铺层连续化，所述的铺层包括两个基本工序：
(1)卷绕，是指将连续纤维预浸料预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层预浸料卷绕层；
(2)缠绕，是指将浸过树脂基体胶液的连续纤维缠绕到待加工表面，纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满待加工表面，形成一层纤维缠绕层；
铺层：工序(1)和工序(2)在同一设备上轮流进行，顺序按制品的不同铺层要求进行调节；所述的轮流进行是指铺层时一层或一层以上纤维缠绕层与一层或一层以上预浸料卷绕层交替铺设，至少交替两次；
固化和脱模：铺层完成后进行固化和脱模，即制得复合材料管。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的连续纤维预浸料是指单向纤维预浸带或纤维编织预浸布；所述的单向纤维预浸带的卷绕是指将单向纤维预浸带预热后，在待加工表面卷绕一周，形成一层卷绕层，卷绕时单向纤维预浸带中的纤维排列方向与管轴线方向夹角为0～30度。
3.根据权利要求1或2所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，卷绕时单向纤维预浸带中的纤维排列方向与管轴线方向夹角为3～10度。
4.根据权利要求1或2所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的连续纤维预浸料中的连续纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、硼纤维、石英纤维、陶瓷纤维和PBO纤维中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的预热是指在30～180℃温度范围内，对连续纤维预浸料均匀加热，提高预浸料的黏结性能。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的连续纤维预浸料的树脂基体及缠绕所用的树脂基体胶液能在相同的固化制度下进行固化成型。
7.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的浸过树脂基体胶液的连续纤维中的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、硼纤维、石英纤维、陶瓷纤维和PBO纤维中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的卷绕是指预浸料有传送，传送速度与待加工表面的线速度相同；所述的缠绕是指环向缠绕或螺旋缠绕，缠绕角为30～90度。
9.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的固化是指在固化炉中进行加热固化，温度范围为60～180℃。
10.根据权利要求1所述的一种复合材料管的连续化制备方法，其特征在于，所述的连续纤维预浸料的树脂基体中的树脂类型为环氧树脂、聚酯树脂或酚醛树脂，缠绕所用的树脂基体胶液中的树脂类型为环氧树脂、聚酯树脂或酚醛树脂。
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Granted publication date: 20140723 Termination date: 20210424 |