CN108884243A - 制备由具有增强物的复合材料制成的部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由复合材料制成的组件的方法，由此所述组件由含有局部增强物的预制件和低粘度(低于100Pa.s)的第一树脂获得，所述预制件用该第一树脂浸渍。根据本发明，所述方法包括以下步骤：‑i)产生包括第一纤维材料和所述局部增强物的所述预制件，所述局部增强物为由第二纤维材料形成的增强物的形式，所述第二纤维材料具有机械强度比第一纤维材料的纤维的机械强度更大的纤维，使得其弹性模量或断裂应力比所述第一纤维材料的纤维的弹性模量或断裂应力大至少30％，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的热塑性丙烯酸类或聚酰胺聚合物第二树脂预浸渍，聚合物第二树脂的量为25体积％至60体积％，相对于所述第二纤维材料的总体积计，‑ii)用第一浸渍树脂浸渍所述预制件，‑iii)冷却所述经浸渍的预制件以获得所述组件。

Description

制备由具有增强物的复合材料制成的部件的方法
技术领域
本发明涉及用于制造二维或三维部件(part)的复合材料的领域。
本发明更特别地涉及通过借助于弱粘性聚合物树脂浸渍纤维基材(下文表示为预制件)，随后进行模塑操作来制造由复合材料制成的部件的方法，并且还涉及通过实施这种方法所获得的由复合材料制成的部件。
背景技术
复合材料是至少两种不混溶组分的组装体。通过这样的组装体获得了协同效应，使得所获得的复合材料具有特别的机械和/或热性质，其中每种初始组分与复合材料相比均不具有或者具有较小程度的该机械和/或热性质。
此外，复合材料包括至少一种由织造或非织造纤维组成的增强材料，其赋予所述复合材料良好的机械性质，特别是对复合材料和基质材料或更简单的基质所经受的机械应力的良好的抗性，其形成连续相并且为所述复合材料提供其内聚力。在工业中所使用的不同类型的复合材料中，具有有机基质的复合材料是最广泛的代表。在具有有机基质的复合材料的情况下，基质材料通常是聚合物。该聚合物可以是热固性聚合物或热塑性聚合物。
对于某些应用，首先通过制造“预制件”来进行复合材料的制备。预制件通常由多个预浸料层组成。预浸料本身是复合材料，其包括织造或非织造纤维材料，例如由碳纤维或玻璃纤维组成的织造或非织造纤维材料，以及由聚合物树脂组成的聚合物基质。
根据RTM(树脂传递模塑)或C-RTM(压缩树脂传递模塑)类型的方法，将预制件置于闭合模具中，随后用弱粘性树脂浸渍，然后注射到所述闭合模具中。该树脂优选在浸渍预制件的阶段之后原位聚合，以彻底浸渍预制件。在C-RTM的情况下，将树脂注射到预制件的表面上，并且模具的最终压缩迫使预制件被树脂完全浸渍。在注射和压缩过程中，模具是闭合的并且是气密的，甚至经常置于真空下以促进纤维的浸渍。
通过湿途径压缩(LCM，“液体压缩模塑”或WCM，“湿压缩模塑”或DFCM，“动态流体压缩模塑”)使用相同类型的预制件，但与C-RTM的不同之处在于将树脂直接沉积到敞开模具上，沉积在已经放置在模具中的预制件上，该模具优选预先加热。随后将模具闭合，与C-RTM的情况一样，该模具迫使预制件被树脂完全浸渍。
在这些不同的方法中，预制件是中间材料，其形状对应于最终复合材料部件的形状。
在另一个方案中，通过湿途径压缩(LCM或WCM或DFCM)使用扁平预制件，其由用树脂部分地预浸渍的扁平半成品的组装体组成并且将在复合材料部件的制造的最终操作过程中成形。然后将预制件预浸渍到树脂的最终内容物(最终含量的树脂)中，这用液态树脂在模具外部进行。在预浸渍之后，将预浸渍的预制件转移到预加热的模具中，使得在热模具闭合期间通过压缩成形(也称为热冲压操作)，随后进行原位聚合。
当将未完全聚合的树脂注射到闭合模具中时，为简单起见，参考闭合模具方法。
当将未完全聚合的树脂在模具或敞开模具外部沉积在预制件上时，为简单起见，参考敞开模具方法。
通过实施这些方法所获得的由复合材料制成的部件必须具有良好的机械性质，如机械强度和耐热性。
根据应用领域，有时需要使用廉价的复合材料部件。虽然较便宜，但这些部件完全相同以满足严格的规格并且对于所讨论的应用具有令人满意的机械性质。
为此，制造复合材料部件所需的预制件可以例如进行局部增强。这种增强可以通过由预制件的变形而局部地形成加强件来进行。然而，预制件的几何形状变得复杂，这构成了技术难度的来源和其制造的额外成本。此外，预制件的纤维材料的高可变形性是必要的，限制了纤维材料的类型的选择。这种几何复杂性也是注入、RTM、VARTM、C-RTM或LCM或WCM或DFCM方法中的浸渍质量的障碍，特别是关于预制件的壁，其在模具闭合期间的压缩阶段期间不再垂直于压缩轴。
此外，除了其他解决方案之外，通过预制件的变形的加强件的解决方案通常也不能保证复合材料部件在其整个操作温度范围内的最佳机械性质，特别是当复合材料部件的操作温度大于随后用于浸渍预制件并获得复合材料部件的浸渍树脂的玻璃化转变温度(Tg)时。
最后，除了其他解决方案之外，通过预制件的变形的加强件的解决方案通常也不能使得对于玻璃化转变温度(Tg)低于电泳循环的温度的无定形热塑性树脂或熔点(M.p.)低于电泳循环的温度的半结晶树脂所获得的复合材料部件通过电泳(这是通过工业涂料的电泳来沉积的技术)，这可以导致复合材料的松弛(decompaction)。关于热固性树脂，如果其Tg低于电泳循环的温度，则在电泳循环后可以观察到最终复合材料部件的变形。
技术问题
因此，本发明的目的是通过提供一种从预制件开始制造由复合材料制成的部件的方法来克服现有技术的缺点，所述方法提供了对于预制件和由该预制件获得的复合材料部件的局部增强的现有解决方案的替代方案。
该方法还可以保证通过所述方法获得的复合材料部件在复合材料部件的整个操作温度范围内的良好的机械性质，并且特别是对于大于用于浸渍预制件的树脂的玻璃化转变温度(Tg)的操作温度。
该方法还使得复合材料部件可以通过电泳，无论在电泳中使用的循环温度如何，这对于任何类型的用于浸渍预制件的树脂都如此，特别是对于玻璃化转变温度(Tg)(或熔点(M.p.)，在半结晶树脂的情况下)低于电泳进行的温度并因此与电泳不相容的浸渍树脂，或者对于其而言使得用该树脂浸渍的复合材料部件通过电泳通常会导致所述部件的机械性质降低或变形的树脂。
为简单起见，玻璃化转变温度Tg随后将表示为Tg。
为简单起见，熔点M.p.随后将表示为M.p.。
发明内容
为此，本发明的主题是一种制造由复合材料制成的部件的方法，其特征在于所述部件由包括局部增强物的预制件和用于所述预制件的低粘度(小于100Pa.s)的第一浸渍树脂获得，并且特征在于所述方法包括以下阶段：
-i)制备包括第一纤维材料和所述局部增强物的所述预制件，所述局部增强物以由第二纤维材料形成的增强物的形式提供，所述第二纤维材料具有机械强度比第一纤维材料的纤维的机械强度更大的纤维，使得其断裂模量或断裂应力比所述第一纤维材料的纤维的断裂模量或断裂应力大至少30％，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的第二丙烯酸类或聚酰胺热塑性聚合物树脂预浸渍，第二聚合物树脂的量为25体积％至60体积％，相对于所述第二纤维材料的总体积计，
-ii)用第一浸渍树脂浸渍所述预制件，
-iii)冷却所述经浸渍的预制件以获得部件。
使用第二热塑性聚合物树脂(其玻璃化转变温度(Tg)大于80℃)使得可提高增强带的机械和/或热性能质量，从而提高所制备的部件的机械和/或热性能质量。
根据该方法的其他任选特征：
-该部件通过在闭合模具中注塑树脂或通过在模具外部或在含有预制件的敞开模具中将树脂沉积在预制件上来制造；
-局部增强物以毡或垫的形式提供，或以织造织物、非织造织物(NCF，“Non CrimpFabrics”)、单向纤维或编织物的形式提供，并且其优选由连续纤维组成并且以织造织物、非织造织物、单向(UD)纤维或编织物的网或带材的形式提供；
-制备所述预制件的阶段i)包括将所述局部增强物沉积在所述预制件的表面处和/或将所述局部增强物插入到预制件中；
·通过堆叠纤维织造织物层或非织造纤维(NCF，“Non Crimp Fabrics”)层或纤维垫层，所述纤维是干燥的或用第三树脂弱预浸渍，所述第三树脂任选地不同于第一和第二树脂，然后在表面处沉积由第二纤维材料形成的增强物以制备所述局部增强物，或
·通过由用任选地不同于第一和第二树脂的第三树脂弱预浸渍的单向带材制造预制件，所述单向带材通过机器人沉积，以及在相同的操作中并且优选在预制件的芯部添加由第二完全预浸渍的纤维材料形成的增强物，其构成所述局部增强物；
-制备预制件的阶段i)通过自动纤维铺放(AFP)方法进行，其中所述增强物在预制件的制造过程中沉积在预制件的表面处和/或插入到预制件中，通过伺服机器人；
-构成网、织造织物、NCF、纤维垫或单向带材的增强纤维可以与一种或多种聚合物纤维共混合；
-构成与增强纤维共混合的纤维的一种聚合物或多种聚合物在复合材料的操作温度范围内是可延展的；
-构成与增强纤维共混合的纤维的一种聚合物或多种聚合物包括导电和/或导热填料，其优选为碳纳米管；
-通过热冲压方法使预制件成形，包括预加热预制件的第一阶段，随后是通过加热压板机(platen press)来冲压成最终形状的第二阶段；
-该方法是注入模塑(infusion molding)方法，优选用于制造风力涡轮机部件；
-该方法是树脂传递模塑(RTM)、压缩树脂传递模塑(C-RTM)或真空辅助树脂传递模塑(VARTM)方法；
-该方法是通过湿途径压缩模塑(LCM或WCM或DFCM)的方法；
-在闭合模具中的方法的情况下，将第一浸渍树脂在500mbar至200bar、优选800mbar至100bar且更优选800mbar至60bar的压力下注射；
-在闭合模具中的方法的情况下，在注射温度下，第一浸渍树脂的粘度小于100Pa.s，优选小于20Pa.s，且还更优选小于0.2Pa.s；
-在敞开模具中的方法的情况下，在模塑温度下，第一浸渍树脂的粘度小于100Pa.s，优选小于20Pa.s，且还更优选小于0.2Pa.s；
-第一纤维材料由玻璃纤维制成；
-第一纤维材料用第三聚合物树脂预浸渍；
-第二增强纤维材料由碳纤维制成；
-第一纤维材料由玻璃纤维制成，并且第二增强纤维材料由碳纤维制成；
-浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂选自Tg大于或等于80℃、优选大于或等于180℃且更优选大于或等于230℃且优选小于250℃的无定形热塑性树脂；
-浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂选自Tg大于或等于80℃、优选大于或等于120℃且更优选大于或等于150℃以及M.p.大于或等于180℃、优选大于或等于200℃且更优选大于或等于230℃并且小于420℃、优选小于390℃且更优选小于300℃的半结晶热塑性树脂；
-浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂是选自以下的热塑性树脂：聚酰胺(PA)，特别是芳族或半芳族聚酰胺，包括共聚酰胺，其为半结晶或无定形的，更特别是高温半结晶聚酰胺(HTPA)；或者丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物；或其共混物；
-浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂是选自以下的半结晶树脂：聚酰胺(PA)，特别是芳族或半芳族聚酰胺，包括共聚酰胺，优选高温半结晶聚酰胺(HTPA)，优选选自聚酰胺x.T或共聚酰胺x.T/x’.T，其中T是对苯二甲酸并且x是直链C9至C18、优选C9至C12、脂族二胺并且x’是不同于x的二胺，使得摩尔比[x/(x+x’)]为15％至45％，包括端值，x’选自被甲基或乙基单支化的二胺并且与二胺x在链长度上具有至少一个碳原子的差异，或选自二甲苯二胺，或在x为C10至C18的情况下为直链C4至C18脂族二胺，或在x为C9或C10的情况下x’为C9至C18；
-局部增强物的第二纤维材料包括25体积％至60体积％、优选35体积％至60体积％、更优选35体积％至55体积％且甚至更优选35体积％至50体积％的第二聚合物树脂，相对于所述第二纤维材料的总体积计；
-第一浸渍树脂的Tg小于230℃，优选小于或等于150℃，且更特别小于或等于120℃，且还更优选小于或等于100℃；
-第一浸渍树脂是半结晶的并且M.p.小于230℃，优选小于或等于200℃，且还更优选小于或等于190℃；
-第一浸渍树脂选自：热固性树脂，优选聚酯，乙烯基酯，丙烯酸类或环氧(环氧-胺)树脂，聚酰亚胺热固性树脂，特别是双马来酰亚胺树脂，或聚氨酯热固性树脂；或选自热塑性树脂，优选聚酰胺(PA、HTPA)树脂，丙烯酸类树脂或其共混物；
-第一浸渍树脂选自环氧树脂并且用于浸渍局部增强物的第二纤维材料的第二聚合物树脂是聚酰胺(PA、HTPA)树脂；
-用于浸渍预制件的第一树脂与用于浸渍第二纤维材料的所述第二树脂和/或用于浸渍第一纤维材料的第三树脂相容。
本发明还涉及由复合材料制成的部件，其主要特征在于其包括用第一浸渍树脂浸渍的预制件，所述预制件包括第一纤维材料和由第二纤维材料形成的局部增强物，所述第二纤维材料具有机械强度比第一纤维材料的纤维的机械强度更大的纤维，并且模量比所述第一纤维材料的纤维的模量大至少30％且优选大至少100％，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的第二丙烯酸类或聚酰胺热塑性聚合物树脂预浸渍，第二聚合物树脂的量为25体积％至60体积％，相对于所述第二纤维材料的总体积计，所述预制件用所述第一浸渍树脂浸渍。
有利地，复合材料部件通过如上定义的方法获得。
第一纤维材料用第三聚合物树脂预浸渍。
优选地，部件包括：
·至少一个预制件，包括由玻璃纤维制成的第一纤维材料并且任选地用聚合物树脂预浸渍，
·至少一个增强物，其包括由碳纤维制成的第二纤维材料，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的热塑性聚合物树脂预浸渍，优选用聚酰胺(PA、HTPA)树脂预浸渍，
·用于浸渍所述预制件的树脂，其具有小于100Pa.s的低粘度，选自环氧树脂、聚酰胺(PA、HTPA)树脂或丙烯酸类树脂。
或者，包括第二纤维材料的增强物的聚合物树脂选自丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物。
这种部件特别地用于建造发动机或机器，飞机或船，或水上运动，机动车工业，特别是用于机动车辆底盘，风力、潮汐或水力发电(风力涡轮机、船用涡轮机、涡轮机)，或建筑业，或用于卫生和医疗领域，军队和军备工业，体育和休闲，电子工业，或太阳能(镜子)或光伏(板)发电厂。
具体实施方式
本发明的第一主题涉及制造由复合材料制成的部件的方法，特别是结构化或半结构化的三维部件。制造方法包括制备包括第一复合材料的预制件的阶段，该第一复合材料还随后表示为“预浸料”，所述预浸料包括第一纤维材料a1)和浸渍纤维材料的聚合物基质a2)。预制件还包括局部增强物b)，其以由用聚合物基质b2)浸渍的第二纤维材料b1)形成的增强物的形式提供。这些增强物沉积在预制件上或插入到所述预制件中，优选地在最终复合材料部件的易于经受最大的机械应力和应变的相应点处。
通过将包括局部增强物的预制件置于模具中，然后通过将低粘度的树脂注射到闭合模具中浸渍所述预制件，任选地随后进行压缩阶段(C-RTM的情况)，而获得最终复合材料部件。
在通过湿途径压缩模塑(LCM、WCM、DFCM)的情况下，通过将包括局部增强物的预制件置于模具中，其中预制件的浸渍已经通过在模具外部或在敞开模具中将低粘度的树脂沉积在纤维预制件上来进行，并且随后在模具闭合期间进行压缩阶段，而获得最终复合材料部件。
“低粘度的树脂”应理解为意指以下树脂，即在将树脂引入到模具中的温度下并且在低梯度下(剪切速率小于1s-1)使用板-板流变仪测量的其粘度小于100Pa.s。优选地，粘度小于20Pa.s，且还更优选小于0.2Pa.s。
术语“注射”在此应在广义上理解，并且是指是选自以下的制造方法：例如，树脂传递模塑(RTM)、压缩树脂传递模塑(C-RTM)、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)，注入模塑。
树脂在预制件上、在模具外部或在敞开模具中的沉积是指通过喷涂或在热塑性树脂粉末的情况下通过火焰喷涂或通过使低粘度的热塑性树脂熔化(例如借助于熔化器或挤出机)来沉积的方法，以及在没有与模具密闭连接的系统的情况下的通过重力沉积的方法。
局部增强物以垫或毡的形式提供，或以织造织物、非织造织物、单向(UD)纤维或编织物的形式提供。其优选由连续纤维组成并且以织造织物、非织造织物(也表示为“NonCrimp Fabrics”的NCF)、单向纤维或编织物的网或带材的形式提供。
术语“带材”应理解为意指长度远大于其宽度的片材材料。优选地，在本发明的上下文中使用的带材在其整个长度上具有基本恒定的宽度。增强带的构成纤维沿平行于所述增强带的长度的方向延伸，然后将其称为“单向”增强物。
所使用的术语“热塑性聚合物”或“热塑性树脂”涉及未交联的聚合物或树脂，并且当将其加热至高于其玻璃化转变温度Tg(无定形聚合物)或其熔点M.p.(半结晶聚合物)的温度时其可以处于熔融状态并且或多或少是粘稠的(取决于温度)。
所使用的术语“热固性聚合物”或“热固性树脂”或“可交联聚合物或树脂”涉及预聚物或树脂或多组分反应体系，其通过固化(交联)不可逆地转化为不熔和不溶性的(交联的)聚合物网络。
所使用的术语“聚合物”表示包含一个或多个相同或不同重复单元的序列的材料。
将参考“树脂”或“聚合物树脂”来表示用于浸渍纤维基材(例如粗纱、网或织造织物形式的纤维材料)或由若干层预浸渍的纤维材料组成的预制件(称为“预浸料”的聚合物或聚合物和添加剂(如催化剂、聚合引发剂、固化剂等)的共混物。聚合物树脂构成复合材料(如预浸料或预制件)的聚合物基质。
所使用的不同聚合物基质的玻璃化转变温度Tg和熔点M.p.分别根据标准ISO-11357-2和11357-3通过DSC测量，在第二加热中，温度升高为20℃/min。测量温度的准确度为±1℃。
预制件a)的预浸料
关于预浸料的第一纤维材料a1)，其包括纤维，特别是矿物、有机或植物来源的纤维。在矿物来源的纤维中，可以提及例如碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维或碳化硅纤维。在有机来源的纤维中，可以提及例如基于热塑性或热固性聚合物的纤维，如芳族聚酰胺纤维、芳纶纤维或聚烯烃纤维。优选地，其基于热塑性聚合物。当其基于无定形热塑性聚合物时，其玻璃化转变温度Tg将大于用于浸渍所述第一纤维材料a1)的低粘度的树脂a2)的聚合物(或聚合物的共混物)的Tg(当该聚合物(或聚合物的混合物)是无定形或热固性的时)，或将大于用于浸渍所述第一纤维材料a1)的低粘度的树脂a2)的聚合物(或聚合物的共混物)的熔点M.p.(当该聚合物(或聚合物的共混物)是半结晶的时)。当纤维a1)由半结晶热塑性聚合物制成时，其熔点M.p.将大于树脂a2)的聚合物(或聚合物的共混物)的玻璃化转变温度或熔点，这取决于其是无定形的、热固性的还是半结晶的。因此，对于纤维材料的构成有机纤维，没有熔化的风险。在植物来源的纤维中，可以提及基于亚麻、大麻、丝、特别是蜘蛛丝、剑麻和其他纤维素纤维、特别是粘胶纤维的天然纤维。
第一纤维材料a1)的纤维可以单独使用或作为混合物使用。因此，在预浸料的聚合物基质a2)中，有机纤维可以与矿物纤维混合。
根据优选方案，纤维是单股、多股或两者的混合物，并且可以具有若干个单位面积重量。此外，其可以表现出若干种几何形状。因此，其可以以切割纤维的形式提供，然后其构成毡或非织造织物，其可以以带、网、编织物、粗纱或片的形式提供，或者以连续纤维的形式提供，其构成多向(2D、3D)的织造织物、单向(UD)纤维或非织造织物的编织物或粗纱。另外，纤维材料的纤维还可以以这些不同几何形状的增强纤维的混合物的形式提供。优选地，纤维是连续的。
优选地，第一纤维材料a1)由碳、玻璃或碳化硅或其混合物的连续纤维组成，且更优选由玻璃纤维组成。其有利地以粗纱或组装在一起的若干根粗纱的形式使用。
根据本发明的一个优选形式，纤维是玻璃纤维。
关于预浸料的聚合物基质a2)，其有利地由热塑性树脂组成。
更特别地，参与预制件的预浸料的聚合物基质a2)的结构中的热塑性树脂可以选自：
-聚酰胺(PA)类的树脂，如聚酰胺6(PA-6)、聚酰胺11(PA-11)、聚酰胺12(PA-12)、聚酰胺6.6(PA-6.6)、聚酰胺4.6(PA-4.6)、聚酰胺6.10(PA-6.10)、聚酰胺6.12(PA-6.12)，含有任选被脲单元改性的芳族单元的聚酰胺，特别是聚邻苯二甲酰胺和芳纶，以及嵌段共聚物，特别是聚酰胺/聚醚嵌段共聚物，
-聚脲，特别是芳族聚脲，
-丙烯酸类的聚合物和共聚物，如聚丙烯酸酯，且更特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其衍生物，
-聚芳醚酮(PAEK)类的聚合物和共聚物，如聚醚醚酮(PEEK)，或聚芳醚酮酮(PAEKK)，如聚醚酮酮(PEKK)，或其衍生物，
-芳族聚醚酰亚胺(PEI)，
-聚芳硫醚，特别是聚苯硫醚(PPS)，
-聚芳基砜，特别是聚亚苯基砜(PPSU)，
-聚烯烃，特别是聚乙烯(PE)，
-聚乳酸(PLA)，
-聚乙烯醇(PVA)，
-含氟树脂，特别是聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)或聚氯三氟乙烯(PCTFE)，
-上述树脂的混合物。
对于含氟树脂，优选使用偏二氟乙烯(式CH2＝CF2的VDF)的均聚物，或VDF的共聚物，其包含按重量计至少50重量％的VDF和至少一种可与VDF共聚的其他单体。VDF的含量优选大于80重量％，且更优选大于90重量％，以提供具有良好的机械强度的最终复合材料部件，尤其是在其经受热应力时。共聚单体可以是选自例如氟乙烯的含氟单体。
任选地，热塑性树脂还包括基于碳的填料，特别是炭黑，或基于碳的纳米填料，优选选自基于碳的纳米填料，特别是石墨烯和/或碳纳米管和/或碳纳米原纤维，或其混合物。这些填料使得可以导电和导热，并因此使得可以在加热时改进聚合物基质的流化。
根据另一个替代形式，热塑性树脂还可以包括添加剂，如液晶聚合物或环状聚对苯二甲酸丁二醇酯，或这两种添加剂的混合物，如由Cyclics Corporation销售的CBT 100树脂。这些添加剂使得可以特别地使处于熔融状态的聚合物基质流化，从而更好地渗透到纤维的芯中。根据构成预浸料的基质的热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物的性质，特别是其熔点，将选择这些添加剂中的一种或其他。
预制件的构成预浸料优选是“干燥的”，在于其包括纤维之间的孔隙和少量聚合物基质，其在表面处覆盖纤维以将其保持在一起。在将所述树脂注射到模具中以形成最终复合材料部件的过程中，孔隙使得可以促进浸渍树脂c)在预浸料中的后续输送，以改进复合材料部件的机械性质，且特别是其机械内聚力。
因此，预浸料的聚合物基质a2)的百分比有利地为0.2体积％至15体积％，优选0.2体积％至10体积％，且更优选0.2体积％至5体积％，相对于预浸料的总体积计。在这种情况下，还可以参考粘合剂或聚合物覆盖物，其具有低单位面积重量，其沉积在纤维材料上以将纤维彼此保持在一起。
预制件a)的局部增强物b)
局部增强物以毡或垫的形式提供，或以织造织物、非织造织物、单向纤维或编织物的形式提供。其优选由连续纤维组成，并且以织造织物、非织造织物、单向(UD)纤维或编织物的网或带材的形式提供。
有利地，构成网、织造织物、非织造纤维NCF(“Non Crimp Fabrics”)层、纤维垫或单向带材的增强纤维与一种或多种聚合物纤维混合。构成与增强纤维共混合的纤维的一种或多种聚合物在复合材料的操作温度范围内是可延展的。根据另一种制造方法，这种或这些聚合物可以包括导电和/或导热填料，其优选为碳纳米管。
预制件的局部增强物b)有利地以由包括第二纤维材料b1)和聚合物基质b2)的复合材料制成的带材的形式提供。在预制件的制造过程中，并且在注射树脂c)以在模具中浸渍预制件a)的阶段之前，将增强带沉积在预制件上或插入预制件中，有利地在对应于最终复合材料部件的机械和/或热应力最大的区域的预制件的区域。
在将增强带沉积或插入预制件中的过程中，使所述带定位和定向，以优化最终复合材料部件的机械和/或热性质。特别地，带的定位和定向与复合材料部件的未来负载一致。
增强带在工作区域中的这种选择性沉积或插入使得可以使用显着降低量的增强纤维材料b1)，特别是碳纤维，和增强基质b2)，以增强预制件和复合材料部件，同时提供最佳机械和热性质。因此，生产成本也大大降低。
关于增强物b)的第二纤维材料b1)，其包括纤维，所述纤维可以选自构成预浸料的第一纤维材料a1)的纤维。带的第二纤维材料b1)的纤维和预浸料的第一纤维材料的纤维可以具有或不具有相同的性质，可以相同或不同。优选地，带的第二纤维材料b1)的纤维和预浸料的第一纤维材料a1)的纤维是不同的，并且带的纤维的机械强度比预制件的第一纤维材料a1)的纤维的机械强度更大，使得其断裂模量或断裂应力比第一纤维材料a1)的纤维的断裂模量或断裂应力大至少30％，并且优选比所述第一纤维材料的纤维的断裂模量或断裂应力大至少100％。
更优选地，增强带的纤维材料的纤维是碳纤维。
关于增强物b)的聚合物基质b2)，其包括丙烯酸类或聚酰胺热塑性聚合物树脂，其玻璃化转变温度Tg大于80℃。选择具有高玻璃化转变温度(Tg)，即高于80℃的聚合物树脂，使得可以提高增强带的机械和/或热性能质量，从而提高所制备的部件的机械和/或热性能质量。
优选地，将形成增强带b)的第二纤维材料b1)用聚合物树脂b2)浸渍到芯中。在这种情况下，第二纤维材料b1)包括25体积％至60体积％、优选35体积％至60体积％、更优选35体积％至55体积％且甚至更优选35体积％至50体积％的聚合物树脂b2)，相对于第二纤维材料b1)的总体积计。在这种情况下，可以参考“即用型”预浸渍带，其中树脂均一且均匀地分布在纤维周围，这使得可以获得最小的孔隙率和机械强度增强带。
优选选择构成增强带的聚合物基质b2)的树脂，从而使得所述增强带在最终复合材料部件的整个操作温度范围内具有最佳效果，特别是在所述最终复合材料部件的操作温度很高时。
有利地，增强带的树脂b2)选自Tg大于80℃、优选大于180℃且更优选大于230℃的无定形热塑性树脂。优选地，Tg小于250℃。
优选地，增强带的树脂b2)选自Tg大于80℃、优选大于或等于120℃且更优选大于或等于150℃以及M.p.大于或等于180℃、优选大于或等于200℃且更优选大于或等于230℃并且小于420℃、优选小于390℃且更优选小于300℃的半结晶热塑性树脂。
此外，优选选择构成增强带b)的聚合物基质b2)的树脂，从而使得复合材料部件可以通过电泳，无论在电泳中使用的循环温度如何，这对于任何类型的用于浸渍预制件的树脂都如此，特别是对于玻璃化转变温度(Tg)低于电泳实施的最大温度的无定形或热固性浸渍树脂、或对于熔点(M.p.)低于电泳实施的最大温度的半结晶浸渍树脂，因此其与电泳不相容，或者对于其而言使得用该树脂浸渍的复合材料部件通过电泳会导致所述部件的机械性质降低或变形的树脂。
增强带的热塑性树脂b2)能够通过电泳。其可以选自：
-无定形热塑性树脂，其Tg大于或等于电泳循环的最大温度(其通常为约220℃)，
-半结晶热塑性树脂，其熔点(M.p.)大于或等于电泳循环的最大温度。
增强带的树脂b2)有利地选自以下树脂：聚酰胺(PA)，特别是半结晶或无定形的芳族或半芳族聚酰胺，更特别是高温半结晶聚酰胺，其随后表示为HTPA，或选自丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物，或其共混物。
更优选地，增强带的树脂b2)是高温聚酰胺HTPA。聚酰胺HTPA优选选自聚酰胺x.T或共聚酰胺x.T/x’.T，其中T是对苯二甲酸并且x是直链C9至C18、优选C9至C12的脂族二胺并且x’是不同于x的二胺，使得摩尔比[x/(x+x’)]为15％至45％，包括端值。二胺x’选自被甲基或乙基单支化的二胺并且与二胺x具有至少一个碳原子的链长度上的差异，或选自二甲苯二胺，或在x为C10至C18的情况下为直链C4至C18脂族二胺，或在x为C9或C10的情况下x’为C9至C18。
根据又一选择，热塑性聚合物树脂是半芳族聚酰胺(基于芳族结构)和/或半脂环族聚酰胺(基于脂环族结构)，优选半芳族聚酰胺(基于芳族结构)、均聚酰胺(均聚物)或共聚酰胺(聚酰胺共聚物)，更特别地对应于下式之一：
-选自以下的聚酰胺：8.T、9.T、10.T、11.T、12.T、13.T、14.T、15.T、16.T、17.T、18.T、6.T/9.T、9.T/10.T、9.T/11.T、9.T/12.T、9/6.T、10/6.T、11/6.T、12/6.T、10/9.T、10/10.T、10/11.T、10/12.T、11/9.T、11/10.T、11/11.T、11/12.T、12/9.T、12/10.T、12/11.T、12/12.T、6.10/6.T、6.12/6.T、9.10/6.T、9.12/6.T、10.10/6.T、10.12/6.T、6.10/9.T、6.12/9.T、9.10/9.T、9.12/9.T、10.10/9.T、10.12/9.T、6.10/10.T、6.12/10.T、9.10/10.T、9.12/10.T、10.10/10.T、10.12/10.T、6.10/12.T、6.12/12.T、9.10/12.T、9.12/12.T、10.10/12.T、11/6.T/9.T、11/6.T/10.T、11/6.T/11.T、11/6.T/12.T、11/9.T/10.T、11/9.T/11.T、11/9.T/12.T、11/10.T/11.T、11/10.T/12.T、11/11.T/12.T、6.T/10.T、6.T/11.T、6.T/12.T、10.T/11.T、10.T/12.T、11.T/12.T、12/6.T/10.T、12/6.T/11.T、12/6.T/12.T、12/9.T/10.T、12/9.T/11.T、12/9.T/12.T、12/10.T/11.T、12/10.T/12.T、12/11.T/12.T、66/6.T、6/6.T，
-前述聚酰胺三元共聚物，其中12/替换为9/、10/、6.10/、6.12/、10.10/、10.12/、9.10/和9.12/，
-所有上述聚酰胺，其中对苯二甲酸(T)部分地或完全地被间苯二甲酸(I)、萘-2,6-二甲酸和/或1,3-或1,4-CHDA(环己烷二甲酸)替换，其中全部或部分脂族二胺可以被脂环族二胺替换，
-所有上述聚酰胺，其中用选自BMACM、BACM和/或IPDA的脂环族二胺替换C6至C12脂族二胺，并且用直链或支链C6至C18脂族二酸替换全部或部分芳族二酸T，
-聚酰胺，包括无规或顺序共聚酰胺，其包含不同的酰胺单元A和B以及任选地不同的酰胺单元C和D，摩尔含量A+B+C+D或A+B或A+B+C或A+B+D(根据C和/或D是否存在)的总和等于100％。单元A、B、C和D选择如下：
·A是主要的酰胺单元，其存在的摩尔含量为55％至95％，优选55％至80％，更优选55％至75％，其选自x.T单元，其中x为直链C9至C18、优选C9、C10、C11或C12、脂族二胺，并且其中T是对苯二甲酸，
·B是不同于A的酰胺单元，其单元B存在的摩尔含量为5％至45％，优选20％至45％，更优选25％至45％，这取决于基于单元A的聚酰胺的M.p.，并且其中所述酰胺单元B选自x'.T单元，其中x'选自：
o B1)带有单个甲基或乙基支链、优选甲基支链(支化含义相同)的支链脂族二胺，特别是2-甲基五亚甲基二胺(MPMD)或2-甲基八亚甲基二胺(MOMD)，并且相对于所述相关单元的二胺x的主链长度具有至少两个碳原子的主链长度差异，优选地x'(根据B1))为MPMD，或
o B2)间二甲苯二胺(MXD)或
o B3)直链C4至C18脂族二胺，当在所述单元A中所述二胺x为直链C11至C18脂族二胺时，以及x'为C9至C18二胺，当在所述单元A中所述二胺x为C9或C10二胺时，优选地在所述单元A的二胺x的链和所述单元B的二胺x'的链之间具有至少两个碳原子的差异，
并且优选地所述单元B选自x’.T单元，其中x’是根据选项B1)的MPMD或根据选项B2)的MXD或如上根据选项B3)所定义的直链脂族二胺或更优选地x’是根据B1)的MPMD或根据B2)的MXD且还更优选地x’是根据B2)的MXD，
·C是不同于A和B的任选的酰胺单元，并且选自基于(意指包含)脂环族和/或芳族结构的酰胺单元或基于如上对于B定义的x’.T的酰胺单元，但x’不同于单元B的x’。因此，如果单元C的x’是根据B1)所定义的，则在这种情况下，单元B可以具有根据B2或B3所定义的x’。最后，如果C是基于根据B3的x’，则在这种情况下，单元B可以具有根据B1或B2所定义的x’。更特别地，在该单元C中，所述芳族结构可以选自间苯二甲酸和/或萘结构。当二胺是脂环族时，特别地对于二酸组分可以是对苯二甲酸结构。脂环族结构可以选自基于环己烷环的结构或基于十氢化萘环(氢化萘结构)的结构。
·D是不同于A、B和C(当C存在时)的任选的酰胺单元，并且选自得自以下的脂族酰胺单元：
o C6至C12、优选C6、C11和C12、氨基酸或内酰胺或其混合物，
o直链C6与C18、优选C6至C12、脂族二酸和直链C6至C18、优选C6至C12、脂族二胺或其混合物的反应，并且优选地其中单元A和B分别基于二胺x和x’，如上所定义。
任选地，可以将粘合剂或胶粘剂添加到增强带中，以使增强带b)的第二树脂b2)和用于获得最终复合材料部件的预制件a)的第一浸渍树脂c)之间可相容或增加相容性。粘合剂可以在增强带b)的制造过程中或在其沉积或其插入到预制件中之后使用适当的沉积装置添加。
增强带可以通过聚合物工业中通常使用的技术获得。这些方法之一包括组装由所需纤维的纱线或长丝组成的粗纱，例如碳纱线，以形成网。这些网通常具有约500mm的宽度。
随后用构成聚合物基质b2)的树脂浸渍网，以形成预浸料。随后将网分开以获得低宽度的带材，即宽度通常为约5至100mm。这些带材也可以直接以有效宽度制造。
预制件a)的制备
预制件包括具有增强带的若干层预浸料，其布置有助于优化最终复合材料部件的机械性质。例如，可以通过以下方法之一获得预制件：
-第一种方法包括组合若干纤维的织造织物层或非织造纤维(NCF，“Non CrimpFabrics”)层或纤维垫层(对应于第一纤维材料a1))，所述纤维是干燥的或用树脂a2)弱预浸渍。这些层优选地具有高宽度，通常为约1m，并且沉积在金属载体(支撑物)上，金属载体的形状基本上对应于最终复合材料部件的形状。这些层用任选地不同于树脂b2)和用于浸渍预制件的树脂c)的聚合物树脂a2)或粘合剂预浸渍，使得可以将不同的造织物层或纤维层连接在一起。通过加热织造织物层或纤维层使预制件硬化。随后将根据本发明的增强带b1)沉积在预制件的表面处需要局部增强物的预定区域中。
-第二种方法包括由单向带材(对应于第一纤维材料a1))制造预制件，其用树脂a2)弱预浸渍，所述树脂a2)任选地不同于树脂b2)和用于浸渍预制件的树脂c)。根据AFP(自动纤维铺放)方法，借助于机器人来沉积预浸渍的单向带材。与前述方法相反，根据本发明的局部增强带b)(其是完全预浸渍的)在这种情况下通过机器人在预制件的制备过程中与单向带材同时添加。这使得可以在带的定位方面具有更大的自由度，所述带可以特别地插入到预制件的芯处，如在表面处沉积的那样。优选地，将局部增强物沉积在预制件的芯处。
浸渍聚合物树脂c)
在这种情况下，聚合物树脂应理解为弱粘性化学组合物，即粘度小于100Pa.s的化学组合物，包含含有反应性基团的组分。当将这种树脂注射到含有预制件的模具中时，通过浸渍预制件和随后的树脂的聚合，这样的树脂使得可获得由复合材料制成的部件用于各种应用，例如铁路或航空领域或建筑业和建造业。
所使用的树脂是反应性树脂，使得可以原位聚合。这些树脂是弱粘性的，在将树脂引入到模具中的温度下，粘度优选小于或等于100Pa.s，优选小于20Pa.s，且还更优选小于0.2Pa.s。
树脂的聚合可以是通过自由基途径或加聚或缩聚的聚合。
浸渍树脂可以选自：热固性树脂或热塑性树脂。
当树脂选自热固性树脂时，其选自聚酯热固性树脂、乙烯基酯热固性树脂、丙烯酸类热固性树脂、环氧热固性树脂(环氧-胺体系)、聚酰亚胺热固性树脂(特别是双马来酰亚胺树脂)、聚氨酯热固性树脂或其共混物。
当其选自热塑性树脂时，其选自聚酰胺(PA和HTPA)热塑性树脂或丙烯酸类热塑性树脂或其共混物。
所使用的聚酰胺(PA和HTPA)树脂可以通过内酰胺的开环获得，特别是在主环上具有3至12个碳原子并且可以被取代的内酰胺。举例来说，可以提及β,β-二甲基丙内酰胺、α,α-二甲基丙内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺和月桂内酰胺。聚酰胺树脂还可以含有添加剂，如染料、颜料、荧光增白剂、抗氧化剂或UV稳定剂。
所使用的聚酰胺树脂还可以通过包含n个相同的反应性官能团X(优选羧基或氨基官能团)的聚酰胺预聚物P(X)n与非聚合物扩链剂YAY(其相同的官能团Y的与预聚物的官能团X反应)的反应获得。
相对于由所述预聚物携带的官能团X，扩链剂的具体选择以以下方式定义：
-当X是NH2或OH时，优选NH2：
·或者扩链剂Y-A-Y对应于
o Y选自以下基团：马来酰亚胺、异氰酸酯、任选地封端的异氰酸酯、嗪酮和唑啉酮，优选嗪酮和唑啉酮，和
o A是带有反应性基团或官能团Y的基于碳的间隔基或基于碳的基团，A选自：
■两个官能团(基团)Y之间的共价键，在 唑啉酮的情况下，或
■脂族烃链或芳族和/或脂环族烃链，后两者包含至少一个任选取代的5或6个碳原子的环，所述脂族烃链优选具有14至200的分子量
·或者扩链剂Y-A-Y具有作为基团Y的己内酰胺，并且A可以是羰基，如羰基二己内酰胺，或A可以是对苯二甲酰基或间苯二甲酰基，
·或所述扩链剂对应于Y为环酐基团，这意味着所述扩链剂带有或包含两个环酐基Y并且该扩链剂选自芳族和/或脂环族羧酸二酐，并且更优选其选自：乙烯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、苝四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、1,23,4-环丁烷四甲酸二酐、六氟异丙烯双邻苯二甲酸二酐、9,9-双(三氟甲基)吨四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐或其混合物，
-以及，当X是COOH时：
·扩链剂Y-A-Y对应于：
o Y选自以下基团：唑啉、嗪、咪唑啉和氮丙啶，如1,1’-间苯二甲酰基双(2-甲基氮丙啶)或等价的氮丙啶与对苯二酰基，以及
o A为如上所定义的基于碳的间隔基(基团)，在唑啉、嗪和咪唑啉的情况下，A能够是两个基团之间的单个共价键。
更特别地，当Y选自嗪酮、唑啉酮、嗪、唑啉或咪唑啉时，在这种情况下，在由Y-A-Y所代表的扩链剂中，A可以代表亚烷基，如-(CH2)m-，其中m为1至14且优选2至10，或A还可以代表亚环烷基和/或亚芳基，其是取代的(烷基)或未取代的，如苯类亚芳基，例如邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基，或萘类亚芳基，并且优选A是亚芳基和/或亚环烷基。
在羰基-或对苯二甲酰基-或间苯二甲酰基己内酰胺作为扩链剂Y-A-Y的情况下，优选的条件避免了在熔融状态下的聚合和加工的过程中消除副产物，如己内酰胺。
在Y代表封端的异氰酸酯官能团的上述任选的情况下，这种封端可以通过异氰酸酯官能团的封端试剂来获得，如ε-己内酰胺、甲基乙基酮肟、二甲基吡唑或丙二酸二乙酯。
对于X＝OH或NH2，基团Y优选选自：异氰酸酯(未封端)、嗪酮和唑啉酮，更优选嗪酮和唑啉酮，其中作为间隔基(基团)，A如上所定义。
作为适合用于实施根据本发明的方法的具有唑啉或嗪反应性官能团Y的扩链剂的实例，可以参考在申请人公司的申请EP 0581642的第7页的参考A、B、C和D中所描述的那些，以及其中公开的其制备方法和其反应方式。A是双唑啉，B是双嗪，C是1,3-亚苯基双唑啉并且D是1,4-亚苯基双唑啉。
作为适合用于实施根据本发明的方法的具有咪唑啉反应性官能团Y的扩链剂的实例，可以参考在申请人公司的申请EP 0739924中的第7至8页和第10页的表1中所描述的那些(A至F)，以及其中公开的其制备方法和其反应方式。
作为适合用于实施根据本发明的方法的具有反应性官能团或唑啉酮的增链剂的实例，可以参考在申请人公司的申请EP 0581641的第7至8页的参考A至D中所描述的那些，以及其中公开的其制备方法和其反应方式。
作为合适的嗪酮(具有6个原子的环)和唑啉酮(具有5个原子的环)基团Y的实例，可以提及衍生自以下的基团Y：苯并嗪酮、嗪酮或唑啉酮，其中作为间隔基A，其可以是单个共价键，对于各自相应的扩链剂为：双(苯并嗪酮)、双嗪酮和双唑啉酮。
A还可以是C1至C14、优选C2至C10、亚烷基，但A优选为亚芳基，且更特别地，其可以是亚苯基(被Y 1,2-或1,3-或1,4-取代)或亚萘基基团(被Y双取代)或邻苯二甲酰基(间-或对苯二甲酰基)或A可以是亚环烷基。
对于官能团Y，例如嗪(6-元环)、唑啉(5-元环)和咪唑啉(5-元环)，基团A可以如上所述，其中A可以是单个共价键，并且各自相应的扩链剂为：双嗪、双唑啉和双咪唑啉。A还可以是C1至C14、优选C2至C10、亚烷基。基团A优选为亚芳基，并且其可以更特别地为亚苯基(被Y 1,2-或1,3-或1,4-取代)或亚萘基基团(被Y取代)或邻苯二甲酰基(间-或对苯二甲酰基)或A可以是亚环烷基。
在Y＝氮丙啶(3-元含氮杂环，相当于醚-O-被-NH-替换的环氧乙烷)的情况下，基团A可以是邻苯二甲酰基(1,1'-间-或对苯二酰基)，作为扩链剂的实例为1,1'-间苯二甲酰基双(2-甲基氮丙啶)。
所使用的聚酰胺树脂还可以通过两种具有互补反应性官能团的预聚物的反应获得。
根据又一选择，热塑性聚合物树脂是半芳族聚酰胺(基于芳族结构)和/或半环脂族聚酰胺(基于脂环族结构)，优选半芳族聚酰胺(基于芳族结构)、均聚酰胺(均聚物)或共聚酰胺(聚酰胺共聚物)，更特别地对应于下式之一：
-选自以下的聚酰胺：8.T、9.T、10.T、11.T、12.T、13.T、14.T、15.T、16.T、17.T、18.T、6.T/9.T、9.T/10.T、9.T/11.T、9.T/12.T、9/6.T、10/6.T、11/6.T、12/6.T、10/9.T、10/10.T、10/11.T、10/12.T、11/9.T、11/10.T、11/11.T、11/12.T、12/9.T、12/10.T、12/11.T、12/12.T、6.10/6.T、6.12/6.T、9.10/6.T、9.12/6.T、10.10/6.T、10.12/6.T、6.10/9.T、6.12/9.T、9.10/9.T、9.12/9.T、10.10/9.T、10.12/9.T、6.10/10.T、6.12/10.T、9.10/10.T、9.12/10.T、10.10/10.T、10.12/10.T、6.10/12.T、6.12/12.T、9.10/12.T、9.12/12.T、10.10/12.T、11/6.T/9.T、11/6.T/10.T、11/6.T/11.T、11/6.T/12.T、11/9.T/10.T、11/9.T/11.T、11/9.T/12.T、11/10.T/11.T、11/10.T/12.T、11/11.T/12.T、6.T/10.T、6.T/11.T、6.T/12.T、10.T/11.T、10.T/12.T、11.T/12.T、12/6.T/10.T、12/6.T/11.T、12/6.T/12.T、12/9.T/10.T、12/9.T/11.T、12/9.T/12.T、12/10.T/11.T、12/10.T/12.T、12/11.T/12.T、66/6.T、6/6.T,
-前述聚酰胺三元共聚物，其中12/替换为9/、10/、6.10/、6.12/、10.10/、10.12/、9.10/和9.12/，
-所有上述聚酰胺，其中对苯二甲酸(T)部分地或完全地被间苯二甲酸(I)、萘-2,6-二甲酸和/或1,3-或1,4-CHDA(环己烷二甲酸)替换，其中全部或部分脂族二胺可以被脂环族二胺替换，
-所有上述聚酰胺，其中用选自BMACM、BACM和/或IPDA的脂环族二胺替换C6至C12脂族二胺，并且用直链或支链C6至C18脂族二酸替换全部或部分芳族二酸T，
-聚酰胺，包括无规或顺序共聚酰胺，其包含不同的酰胺单元A和B以及任选地不同的酰胺单元C和D，摩尔含量A+B+C+D或A+B或A+B+C或A+B+D(根据C和/或D是否存在)的总和等于100％。单元A、B、C和D选择如下：
·A是主要的酰胺单元，其存在的摩尔含量为55％至95％，优选55％至80％，更优选55％至75％，其选自x.T单元，其中x为直链C9至C18、优选C9、C10、C11或C12、脂族二胺，并且其中T是对苯二甲酸，
·B是不同于A的酰胺单元，其单元B存在的摩尔含量为5％至45％，优选20％至45％，更优选25％至45％，这取决于基于单元A的聚酰胺的M.p.，并且其中所述酰胺单元B选自x'.T单元，其中x'选自：
o B1)带有单个甲基或乙基支链、优选甲基支链(支化含义相同)的支链脂族二胺，特别是2-甲基五亚甲基二胺(MPMD)或2-甲基八亚甲基二胺(MOMD)，并且相对于所述相关单元的二胺x的主链长度具有至少两个碳原子的主链长度差异，优选地x'(根据B1))为MPMD，或
o B2)间二甲苯二胺(MXD)或
o B3)直链C4至C18脂族二胺，当在所述单元A中所述二胺x为直链C11至C18脂族二胺时，以及x'为C9至C18二胺，当在所述单元A中所述二胺x为C9或C10二胺时，优选地在所述单元A的二胺x的链和所述单元B的二胺x'的链之间具有至少两个碳原子的差异，
并且优选地所述单元B选自x’.T单元，其中x’是根据选项B1)的MPMD或根据选项B2)的MXD或如上根据选项B3)所定义的直链脂族二胺或更优选地x’是根据B1)的MPMD或根据B2)的MXD且还更优选地x’是根据B2)的MXD，
·C是不同于A和B的任选的酰胺单元，并且选自基于(意指包含)脂环族和/或芳族结构的酰胺单元或基于如上对于B定义的x’.T的酰胺单元，但x’不同于单元B的x’。因此，如果单元C的x’是根据B1)所定义的，则在这种情况下，单元B可以具有根据B2或B3所定义的x’。最后，如果C是基于根据B3的x’，则在这种情况下，单元B可以具有根据B1或B2所定义的x’。更特别地，在该单元C中，所述芳族结构可以选自间苯二甲酸和/或萘结构。当二胺是脂环族时，特别地对于二酸组分可以是对苯二甲酸结构。脂环族结构可以选自基于环己烷环的结构或基于十氢化萘环(氢化萘结构)的结构。
·D是不同于A、B和C(当C存在时)的任选的酰胺单元，并且选自得自以下的脂族酰胺单元：
o C6至C12、优选C6、C11和C12、氨基酸或内酰胺或其混合物，
o直链C6与C18、优选C6至C12、脂族二酸和直链C6至C18、优选C6至C12、脂族二胺或其混合物的反应，并且优选地其中单元A和B分别基于二胺x和x’，如上所定义。
浸渍树脂c)可以选自预浸料的第一纤维材料a1)的聚合物基质a2)的构成树脂，或选自增强物b)的第二纤维材料b1)的聚合物基质b2)的构成树脂。优选地，其选自增强剂b)的第二纤维材料b1)的聚合物基质b2)的构成树脂。
浸渍树脂c)可以具有与预制件的预浸料的第一纤维材料a1)的聚合物基质a2)相同的化学性质或不同的化学性质。优选地，浸渍树脂具有与预制件的预浸料的第一纤维材料a1)的聚合物基质a2)相同的化学性质。
浸渍树脂c)可以具有与增强物b)的第二纤维材料b1)的聚合物基质b2)相同的化学性质或不同的化学性质。优选地，浸渍树脂具有与增强物b)的第二纤维材料b1)的聚合物基质b2)不同的化学性质。
优选地，浸渍树脂c)选自不能通过电泳的树脂，从而能够在较低温度下浸渍预制件。在这些树脂中，优选选择无定形热固性或热塑性树脂，其Tg<230℃且优选≤150℃，且更特别地小于或等于120℃，且还更优选小于或等于100℃，或半结晶热塑性树脂，其M.p.<230℃，优选小于或等于200℃，且还更优选小于或等于190℃。
优选选择浸渍树脂c)和构成增强物b)的第二纤维材料b1)的聚合物基质b2)的树脂以使其彼此相容。还可以选择与浸渍预制件的第一纤维材料a1)的树脂a2)相容的浸渍树脂c)。“相容”应理解为意指浸渍树脂能够粘附到增强带的树脂上。特别地，两种树脂彼此具有良好的化学亲和力。
由预制件制造复合材料部件
由复合材料制成的部件可以根据在制造预制件之后进行的不同方法通过将浸渍树脂注射到含有所述预制件的模具中获得。在这种情况下，术语“注射”应在广义上理解，并且将不同的制造技术结合在一起，其中可以提及真空袋模塑，压力袋模塑，高压釜模塑，树脂传递模塑(RTM)及其替代形式，如压缩树脂传递模塑(C-RTM)和真空辅助树脂传递模塑(VARTM)，反应注射模塑(RIM)，增强反应注射模塑(R-RIM)及其替代形式，压制模塑，拉挤模塑，热冲压模塑，纤维缠绕模塑，注入模塑，在真空或加压下在袋中模塑，或通过湿途径压缩(LCM或WCM或DFCM)。
优选地，根据本发明的制造方法通过树脂传递模塑(RTM)、压缩树脂传递模塑(C-RTM)，或通过注入或通过湿途径压缩(LCM或WCM或DFCM)来进行。
树脂传递模塑是使用双面模具组的方法，其形成复合材料的两个表面。下侧是刚性模具。上侧可以是刚性或柔性模具。柔性模具可以由复合材料、硅酮或挤出的聚合物膜(如尼龙)制造。两侧配合在一起形成模腔。树脂传递模塑的独特特征在于，将纤维基材(在本发明的上下文中为预制件)置于该腔中，以及在引入浸渍树脂之前将模具组闭合。树脂传递模塑包括许多变化，这些变化在模腔中的纤维基材处引入树脂的机理不同。这些变化的范围为从真空注入到真空辅助树脂传递模塑(VARTM)。借助于真空，注入纤维基质并且被树脂更好地浸渍。该方法的一个优点是所获得的最终复合材料中的大量的纤维材料。该方法可以在环境温度或高温下进行。还存在C-RTM方案。
在注入的情况下，通过施加轻微的真空将树脂吸入到存在于特定大尺寸的模具中的纤维基质中。注入纤维基质并且用树脂完全浸渍。该方法的一个优点是所制造的复合材料部件的尺寸大。
在通过湿途径模塑的情况下，树脂的沉积在模具外部、在扁平预制件上或在含有预制件的敞开模具中进行。
根据本发明的制造方法采用增强带，其聚合物基质b2)的构成树脂具有高Tg，其大于最终复合材料部件的操作温度。因此，可以使用浸渍树脂c)，其Tg低，并且在不添加根据本发明的增强带的情况下，不适合或非常不适合在高温范围内使用该部件。因此，可以用于制备由复合材料制成的部件的浸渍树脂的范围很宽，其特别地通过RTM或LCM型或其替代形式的方法获得。
此外，使用增强带，其聚合物基质的构成树脂具有非常高的Tg，通常是Tg大于电泳循环的最大温度的无定形聚合物，或其聚合物基质的构成树脂具有高M.p.，通常是M.p.大于电泳循环的最大温度的半结晶聚合物，使得最终复合材料部件可以通过电泳，即使在浸渍树脂最初不能够进行电泳时也是如此。因此，旨在通过电泳的可以用于制备由复合材料制成的部件的浸渍树脂的范围得以扩大。
根据在根据本发明的制造复合材料部件的方法的情况下使用的增强带的纤维和聚合物基质，可以获得可以在高操作温度范围内使用的复合材料部件，即使用低Tg的浸渍树脂c)也是如此，或者能够通过电泳的复合材料部件，即使用低Tg或低M.p.的浸渍树脂c)也是如此，取决于其是无定形热塑性树脂、热固性树脂还是半结晶热塑性树脂，或者具有前述两个特征的结合的复合材料部件。
如上所述，复合材料部件包括预制件，其包括由第一纤维材料a1)和聚合物基质a2)形成的预浸料，以及局部增强物b)，其以由第二纤维材料b1)和聚合物基质b2)形成的带材形式提供。
根据本发明的一个优选实施方案，选择构成预制件的预浸料和增强带以及浸渍树脂c)，从而制造最终复合材料部件，其包括：
·至少一个预浸料a1)，其包括玻璃纤维和聚合物基质a2)，
·至少一个增强带b)，其包括碳纤维和聚合物基质b2)，聚合物基质b2)包括高温半结晶聚酰胺(HTPA)或丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物，
·预制件的用于浸渍的树脂c)具有低粘度，其小于100Pa.s，并且由环氧树脂或聚酰胺(PA、HTPA)树脂或丙烯酸类树脂组成。
通过根据本发明的制造方法获得的复合材料部件具有降低的制造成本并且具有用于期望应用的最佳机械和/或热性质，所述应用包括：机械工程，航空(窗玻璃、喷气发动机尾锥)和航海(帆船船体)领域，机动车工业(底盘、引擎盖、门、通风口)，能源领域，建筑业，建造业，健康和医疗领域，军队和军备工业，体育和休闲(自行车车架和前叉)，以及电子工业。

Claims (34)

1.制造由复合材料制成的部件的方法，其特征在于所述部件由包括局部增强物的预制件和用于所述预制件的小于100Pa.s的低粘度的第一浸渍树脂获得，并且特征在于所述方法包括以下阶段：
-i)制备包括第一纤维材料和所述局部增强物的所述预制件，所述局部增强物以由第二纤维材料形成的增强物的形式提供，所述第二纤维材料具有机械强度比第一纤维材料的纤维的机械强度更大的纤维，使得其断裂模量或断裂应力比所述第一纤维材料的纤维的断裂模量或断裂应力大至少30％，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的第二丙烯酸类或聚酰胺热塑性聚合物树脂预浸渍，第二聚合物树脂的量为25体积％至60体积％，相对于所述第二纤维材料的总体积计，
-ii)用第一浸渍树脂浸渍所述预制件，
-iii)冷却所述经浸渍的预制件以获得部件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述部件通过以下方式制造：
-在闭合模具中注塑或
-在模具外部或在含有预制件的敞开模具中将树脂沉积在预制件上。
3.如权利要求1和2中一项所述的方法，其特征在于局部增强物以毡或垫的形式提供，或以织造织物、非织造织物(NCF，“Non Crimp Fabrics”)、单向纤维或编织物的形式提供，并且其优选由连续纤维组成并且以织造织物、非织造织物、单向(UD)纤维或编织物的网或带材的形式提供。
4.如权利要求1至3中一项所述的方法，其特征在于制备所述预制件的阶段i)包括将所述局部增强物沉积在所述预制件的表面处和/或将所述局部增强物插入到预制件中，通过以下方式：
-堆叠纤维的织造织物层或非织造纤维(NCF，“Non Crimp Fabrics”)层或纤维垫层，所述纤维是干燥的或用第三树脂弱预浸渍，所述第三树脂任选地不同于第一和第二树脂；然后在表面处沉积由第二纤维材料形成的增强物，以制备所述局部增强物，或
-由用任选地不同于第一和第二树脂的第三树脂弱预浸渍的单向带材制造预制件，所述单向带材通过机器人沉积；以及在相同的操作中并且优选在预制件的芯部添加由第二完全预浸渍的纤维材料形成的增强物，其构成所述局部增强物。
5.如权利要求1至4中一项所述的方法，其特征在于制备预制件的阶段i)通过自动纤维铺放(AFP)方法进行，其中所述增强物在预制件的制造过程中沉积在预制件的表面处和/或插入到预制件中，通过伺服机器人。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于构成网、织造织物、NCF、纤维垫或单向带材的增强纤维与一种或多种聚合物纤维共混合。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于构成与增强纤维共混合的纤维的一种聚合物或多种聚合物在复合材料的操作温度范围内是可延展的。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于构成与增强纤维共混合的纤维的一种聚合物或多种聚合物包括导电和/或导热填料，其优选为碳纳米管。
9.如权利要求1至8中一项所述的方法，其特征在于通过热冲压方法使预制件成形，包括预加热预制件的第一阶段，随后是通过加热压板机来冲压成最终形状的第二阶段。
10.如权利要求1至8中一项所述的方法，其特征在于该方法是注入模塑方法，优选用于制造风力涡轮机部件。
11.如权利要求1至8中一项所述的方法，其特征在于该方法是树脂传递模塑(RTM)、压缩树脂传递模塑(C-RTM)或真空辅助树脂传递模塑(VARTM)方法。
12.如权利要求1至8中一项所述的方法，其特征在于该方法是用于通过湿途径的压缩模塑(LCM或WCM或DFCM)的方法。
13.如权利要求1至11中一项所述的方法，其特征在于将第一浸渍树脂在500mbar至200bar、优选800mbar至100bar且更优选800mbar至60bar的压力下注射到闭合模具中。
14.如权利要求1至13中一项所述的方法，其特征在于，在闭合模具中的方法的情况下，在注射温度下，或在敞开模具中的方法的情况下，在模塑温度下，第一浸渍树脂的粘度小于100Pa.s，优选小于20Pa.s，且还更优选小于0.2Pa.s。
15.如权利要求1至14中一项所述的方法，其特征在于第一纤维材料由玻璃纤维制成。
16.如权利要求1至15中一项所述的方法，其特征在于第一纤维材料用第三聚合物树脂预浸渍。
17.如权利要求1至16中一项所述的方法，其特征在于第二增强纤维材料由碳纤维制成。
18.如权利要求1至17中一项所述的方法，其特征在于第一纤维材料由玻璃纤维制成，并且第二增强纤维材料由碳纤维制成。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂选自Tg大于或等于80℃、优选大于或等于180℃且更优选大于或等于230℃且优选小于250℃的无定形热塑性树脂。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂选自Tg大于或等于80℃、优选大于或等于120℃且更优选大于或等于150℃且M.p.大于或等于180℃、优选大于或等于200℃且更优选大于或等于230℃并且小于420℃、优选小于390℃且更优选小于300℃的半结晶热塑性树脂。
21.如权利要求1和19或20所述的方法，其特征在于浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂是选自以下的热塑性树脂：聚酰胺(PA)，特别是芳族或半芳族聚酰胺，包括共聚酰胺，其为半结晶或无定形的，更特别是高温半结晶聚酰胺(HTPA)；或者丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物；或其共混物。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于浸渍第二纤维材料的第二聚合物树脂是选自以下的半结晶树脂：聚酰胺(PA)，特别是芳族或半芳族聚酰胺，包括共聚酰胺，优选高温半结晶聚酰胺(HTPA)，优选选自聚酰胺x.T或共聚酰胺x.T/x’.T，其中T是对苯二甲酸并且x是直链C9至C18、优选C9至C12的脂族二胺并且x’是不同于x的二胺，使得摩尔比[x/(x+x’)]为15％至45％，包括端值，x’选自被甲基或乙基单支化的二胺并且与二胺x具有至少一个碳原子的链长度上的差异，或选自二甲苯二胺，或在x为C10至C18的情况下为直链C4至C18脂族二胺，或在x为C9或C10的情况下x’为C9至C18。
23.如权利要求1至22中一项所述的方法，其特征在于局部增强物的第二纤维材料包括35体积％至60体积％且优选35体积％至50体积％的第二聚合物树脂的量，相对于所述第二纤维材料的总体积计。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一浸渍树脂的Tg小于230℃，优选小于或等于150℃，且更特别小于或等于120℃，且还更优选小于或等于100℃。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一浸渍树脂是半结晶的并且M.p.小于230℃，优选小于或等于200℃，且还更优选小于或等于190℃。
26.如权利要求1至25中一项所述的方法，其特征在于第一浸渍树脂选自：热固性树脂，优选聚酯，乙烯基酯，丙烯酸类或环氧(环氧-胺)树脂，聚酰亚胺热固性树脂，特别是双马来酰亚胺树脂，或聚氨酯热固性树脂，或选自热塑性树脂，优选聚酰胺(PA、HTPA)树脂，丙烯酸类树脂或其共混物。
27.如权利要求1至26中一项所述的方法，其特征在于第一浸渍树脂选自环氧树脂并且由第二纤维材料制得的增强物的第二聚合物树脂是聚酰胺(PA、HTPA)树脂。
28.如权利要求1至27中一项所述的方法，其特征在于用于浸渍预制件的第一树脂与用于浸渍第二纤维材料的所述第二树脂和/或用于浸渍第一纤维材料的第三树脂相容。
29.由复合材料制成的部件，其特征在于其包括用第一浸渍树脂浸渍的预制件，所述预制件包括第一纤维材料和由第二纤维材料形成的局部增强物的组装体，所述第二纤维材料具有强度比第一纤维材料的纤维的强度更大的纤维，并且模量比所述第一纤维材料的纤维的模量大至少30％且优选大至少100％，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的第二丙烯酸类或聚酰胺热塑性聚合物树脂预浸渍，第二聚合物树脂的量为25体积％至60体积％，相对于所述第二纤维材料的总体积计，所述预制件用所述第一浸渍树脂浸渍。
30.如权利要求29所述的部件，其特征在于其通过如权利要求1至28中一项所定义的方法获得。
31.如权利要求29和30中一项所述的部件，其特征在于第一纤维材料用第三聚合物树脂预浸渍。
32.如权利要求29至31中一项所述的部件，其特征在于其包括：
·至少一个预制件，包括由玻璃纤维制成的第一纤维材料并且任选地用聚合物树脂预浸渍，
·至少一个增强物，其包括由碳纤维制成的第二纤维材料，所述第二纤维材料用玻璃化转变温度(Tg)大于80℃的热塑性聚合物树脂预浸渍，优选用聚酰胺(PA、HTPA)树脂预浸渍，
·用于浸渍所述预制件的树脂，其具有小于100Pa.s的低粘度，选自环氧树脂、聚酰胺(PA或HTPA)树脂或丙烯酸类树脂。
33.如权利要求29所述的部件，其特征在于包括第二纤维材料的增强物的聚合物树脂还选自丙烯酸类热塑性树脂，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物。
34.如权利要求29至33中一项所述的部件的用途，其应用于建造发动机或机器，飞机或船，或水上运动，机动车工业，特别是用于机动车辆底盘，风力、潮汐或水力发电(风力涡轮机、船用涡轮机、涡轮机)，或建筑业，或用于卫生和医疗领域，军队和军备工业，体育和休闲，电子工业，或太阳能(镜子)或光伏(板)发电厂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114716703A (zh) * 2021-01-04 2022-07-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 多混合物纤维增强的复合材料及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700055002A1 (it) * 2017-05-22 2018-11-22 Campagnolo Srl Ingranaggio per bicicletta e metodo per la fabbricazione di tale ingranaggio
KR102144435B1 (ko) * 2018-12-13 2020-08-13 (주)엘지하우시스 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법
US11794542B2 (en) * 2021-03-08 2023-10-24 DRiV Automotive Inc. Shock absorber with metal damper tube and composite mounting attachment and spring seat
CN115894040B (zh) * 2022-12-04 2024-02-27 航天材料及工艺研究所 一种环形构件的制备方法、rtm模具、高温裂解模具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614312A (en) * 1993-05-07 1997-03-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Wet-laid sheet material and composites thereof
CN102123852A (zh) * 2008-04-30 2011-07-13 维斯塔斯风力系统有限公司 固结复合预制件
CN104010783A (zh) * 2011-10-25 2014-08-27 阿克马法国公司 用合成纤维增强的热塑性复合材料和其制造方法
CN104520363A (zh) * 2012-06-01 2015-04-15 阿克马法国公司 由天然纤维制成的热塑性复合材料

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021452A1 (en) * 1993-03-24 1994-09-29 E.I. Du Pont De Nemours And Company Wet-laid sheet material and composites thereof
JP3894035B2 (ja) * 2001-07-04 2007-03-14 東レ株式会社 炭素繊維強化基材、それからなるプリフォームおよび複合材料
JP4254158B2 (ja) * 2001-08-20 2009-04-15 東レ株式会社 炭素繊維基材の製造方法、プリフォームの製造方法および複合材料の製造方法
WO2009076499A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Kubota Research, Inc. Composite article and method of manufacture
FR2945549B1 (fr) * 2009-05-12 2012-07-27 Arkema France Substrat fibreux, procede de fabrication et utilisations d'un tel substrat fibreux.
FR2947823B1 (fr) * 2009-07-09 2012-12-28 Rhodia Operations Article polyamide composite
US9062203B2 (en) * 2009-09-16 2015-06-23 Tory Industries Inc. Binder composition, reinforcing-fiber base material, preform, fiber-reinforced composite material, and manufacturing method therefor
JP2013181112A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Toray Ind Inc バインダー組成物、強化繊維基材、プリフォームおよび繊維強化複合材料とその製造方法
FR2993581B1 (fr) * 2012-07-18 2016-01-22 Arkema France Procede d'impregnation pour un substrat fibreux, sirop (meth)acrylique liquide pour le procede d'impregnation, son procede de polymerisation et produit structure obtenu a partir de celui-ci
FR2997089B1 (fr) * 2012-10-23 2015-11-13 Arkema France Materiau composite thermoplastique a base de polyamide semi-cristallin et procede de fabrication
FR2997035B1 (fr) * 2012-10-23 2016-07-01 Arkema France Procede de fabrication d'une piece composite thermoplastique, par injection-compression-moulage sous vide, dispositif de mise en œuvre et piece ainsi obtenue
JP6132198B2 (ja) * 2013-05-30 2017-05-24 大日本印刷株式会社 プリプレグおよびそれを用いた成形体の製造方法
FR3019826B1 (fr) * 2014-04-15 2017-10-20 Arkema France Composition thermoplastique a base de polyamide polymere issu d'un prepolymere et d'un allongeur de chaine et procede de fabrication
FR3019824B1 (fr) * 2014-04-15 2017-10-13 Arkema France Procede pour materiau composite avec impregnation par polymere thermoplastique, issu d'un prepolymere et d'un allongeur de chaine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614312A (en) * 1993-05-07 1997-03-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Wet-laid sheet material and composites thereof
CN102123852A (zh) * 2008-04-30 2011-07-13 维斯塔斯风力系统有限公司 固结复合预制件
CN104010783A (zh) * 2011-10-25 2014-08-27 阿克马法国公司 用合成纤维增强的热塑性复合材料和其制造方法
CN104520363A (zh) * 2012-06-01 2015-04-15 阿克马法国公司 由天然纤维制成的热塑性复合材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114716703A (zh) * 2021-01-04 2022-07-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 多混合物纤维增强的复合材料及其制备方法

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Publication number Publication date
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