CN109795176A - 积层体及成形体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种积层体及积层体经热压合所形成的成形体。积层体包括补强材、第一基材以及位于第一基材与补强材之间的第二基材。第二基材与第一基材及补强材贴合。第一基材包括第一聚合物，第二基材包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。本发明的积层体及成形体具有力学性能佳且材料成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种积层体及成形体，尤其涉及一种力学性能佳且材料成本低的积层体及成形体。
背景技术
由基质树脂和增强纤维(reinforcing fibers)所构成的纤维增强板材由于具有良好的机械特性、轻质性以及耐腐蚀性，因此被广泛利用在例如飞机、汽车、运动用具等用途的部件的材料。
在复合材料领域中，纤维增强板材通常有由数层纤维及基材(树脂)进行热压合(lamination)而成，然而纤维与基材存在结合不易的问题，进而影响整个纤维增强板材的力学性能。例如，中国公开第101812686号(欧洲对应案EP1679391A1、美国对应案US2007202255A1、世界专利公开号WO2005031037A1)公开了一种黏结用树脂组合物含浸在增强纤维中所形成的预浸渍片材，且黏结用树脂组合物所使用的是未经改质的基材(树脂薄膜)。在黏结用树脂组合物(未经改质的树脂薄膜)与纤维形成预浸渍片材时，未经改质的树脂薄膜不易渗入增强纤维，导致界面结合不佳。因此，如何解决补强材与基材之间的界面结合成为重要课题。
目前许多研究着重在使用经官能基改质的树脂(基材)与纤维来制作预浸体，接着将数层预浸体与数层经官能基改质的树脂进行热压合来形成板材。然而，经官能基改质的树脂的材料成本高昂、难以商业化，且树脂经改质后牺牲了高分子本身的物性，导致板材的力学性能无法达到预期的结果。
例如，台湾公开第201343742号(中国对应案CN104321373A、欧洲对应案EP2832778A1、韩国对应案KR20140129311A、美国对应案US2015044470A1、世界专利公开号WO2013147257A1)公开一种碳纤维热可塑性树脂预浸体与其制造方法、及使用该预浸体的碳纤维复合材料，上述碳纤维热可塑性树脂预浸体所使用的热可塑性树脂组成物可选用聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂的改质树脂、聚酰胺树脂的改质树脂中的至少一种树脂。亦即，该专利文献公开了使用经改质的树脂作为预浸体的材料，如上所述，经改质的树脂的材料成本高昂、商业化不易且树脂在经改质之后牺牲了高分子本身的物性，导致板材的力学性能无法达到预期的结果。
基于上述，如何发展出一种可解决存在基材与补强材之间的界面结合性不佳及作为基材的树脂在经改质之后牺牲了高分子本身的物性的问题，同时可降低材料成本的积层体为目前所需研究的重要课题。
发明内容
本发明提供一种力学性能佳且材料成本低的积层体及成形体。在本发明中，成形体的力学性能与基材与补强材之间的界面结合性及作为基材的树脂本身的物性有关，本发明通过积层体的特定排列来形成成型体，而解决了基材与补强材之间的界面结合性不佳及作为基材的树脂在经改质之后牺牲高分子本身的物性的问题，同时可降低材料成本。
详言之，本发明提出一种积层体，其包括补强材、第一基材以及位于第一基材与补强材之间的第二基材。第二基材与第一基材及补强材贴合。第一基材包括第一聚合物，第二基材包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
本发明还提出一种积层体，其包括：一或多组第一基材、二或多组第二基材以及多个补强材，其中第一基材的数目为N组，第二基材的数目为2N组，补强材的数目为N+1个，N为正整数。一或多组第一基材分别穿插于多个补强材之间，以使多个补强材的每两个补强材之间存在一或多组第一基材的其中一组第一基材。二或多组第二基材分别穿插于多个补强材与一或多组第一基材之间，以使多个补强材中的每一个补强材与一或多组第一基材中的每一组第一基材之间存在二或多组第二基材的其中一组第二基材。一或多组第一基材包括第一聚合物，二或多组第二基材包括第二聚合物，并且第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
在本发明的一实施例中，上述的多个补强材中的每一个补强材与相邻的二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合。
在本发明的一实施例中，上述的一或多组第一基材中的每一组第一基材与相邻的二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合。
在本发明的一实施例中，上述的第一聚合物与第二聚合物为热塑性聚合物。
在本发明的一实施例中，上述的补强材为碳纤维、石墨纤维、芳香族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维或金属纤维。
本发明另外提出一种积层体，其包括基材以及贴合于基材的表面的预浸体。预浸体含有树脂及补强材。基材包括第一聚合物，树脂包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
本发明还提出一种积层体，其包括：一或多组基材以及多个预浸体，其中基材的数目为M组，多个预浸体的数目为M+1个，M为正整数。一或多组基材分别穿插于多个预浸体之间，以使多个预浸体的每两个预浸体皆贴合至一或多组基材的其中一组基材。多个预浸体中的每一个预浸体含有树脂及补强材。一或多组基材中的基材包括第一聚合物，树脂包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
本发明还提出一种成形体，其是对上述的积层体进行热压合而形成。
基于上述，本发明提供一种积层体及成形体，其通过依序堆叠补强材、第二基材以及第一基材；或是将预浸体与基材积层，其中积层体中的第二聚合物设计为第一聚合物的经官能基改质的聚合物。如此一来，本发明的积层体及成形体具有以下特点：
(1)基材与补强材之间、基材与基材之间或者预浸体与基材之间都具有良好的结合性。
(2)基材含有分子结构刚性较强的聚合物(未经官能基改质的聚合物)，因此可以在不大幅牺牲高分子本身的物性同时保有基材与补强材之间的结合性的前提下，有效提供成形体整体的力学性能。
(3)由于价格高昂的经官能基改质的聚合物的使用量较少，因此可以达到降低材料成本的功效。
藉此，本发明的积层体及成形体具有力学性能佳且材料成本较低的特点。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明的第一实施例所显示的积层体的剖面示意图；
图2为根据本发明的第二实施例所显示的积层体的剖面示意图；
图3为实施例1的积层体的剖面示意图；
图4为比较例1的积层体的剖面示意图；
图5为比较例2的积层体的剖面示意图；
图6为比较例3的积层体的剖面示意图；
图7为比较例4的积层体的剖面示意图；
图8A为实施例1与比较例1～4的弯曲强度比较图；
图8B为实施例1与比较例1～4的弯曲强度百分比比较图；
图9A为实施例1与比较例1～4的弯曲模数比较图；
图9B为实施例1与比较例1～4的弯曲模数百分比比较图；
图10A为实施例1与比较例1～4的层间剪切强度比较图；
图10B为实施例1与比较例1～4的层间剪切强度百分比比较图。
附图标号说明：
100、200、300、400、500、600、700：积层体
110a、110b、310a、310b、310c、310d、310e、410a、410b、410c、410d、410e、510a、510b、510c、510d、510e、610a、610b、610c、610d、610e、710a、710b、710c、710d、710e：补强材
120a、120b、220、320a、320b、320c、320d、320e、320f、320g、320h、520a、520b、520c、520d、620a、620b、720a、720b、720c、720d：经改质的基材/第二基材
130、330a、330b、330c、330d、430a、430b、430c、430d、630a、630b、730a、730b、730c、730d、730e、730f、730g、730h：未改质的基材/第一基材
210a、210b：预浸体
D：厚度方向
S1：第一表面
S2：第二表面
S3：第三表面
S4：第四表面
S5：上表面
S6：下表面
具体实施方式
在复合材料领域中，纤维(布)统称为“补强材(reinforcement or reinforcingmaterial)”，而树脂(高分子)的部分统称为“基材(matrix)”。
[第一实施例]
在第一实施例中，积层体包括一或多组第一基材、二或多组第二基材以及多个补强材，其中第一基材的数目为N组，第二基材的数目为2N组，补强材的数目为N+1个，N为正整数。
在本实施例中，积层体的积层方式如下：一或多组第一基材分别穿插于多个补强材之间，以使多个补强材的每两个补强材之间存在一或多组第一基材的其中一组第一基材。二或多组第二基材分别穿插于多个补强材与一或多组第一基材之间，以使多个补强材中的每一个补强材与一或多组第一基材中的每一组第一基材之间存在二或多组第二基材的其中一组第二基材。
另外，多个补强材中的每一个补强材与相邻的二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合，并且一或多组第一基材中的每一组第一基材与相邻的二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合。如此一来，不论是第一基材与第二基材之间或是第二基材与补强材之间都具有良好的结合性。
在下文中，第一基材亦称为“未改质的基材”；第二基材亦称为“经改质的基材”。另外，第一基材及第二基材可为树脂薄膜。
补强材无特别的限制，可依需求选择不同的纤维材料。具体而言，补强材可为碳纤维、石墨纤维、芳香族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维或金属纤维。这些纤维当中较佳为碳纤维或石墨纤维。
每一组第一基材的数量没有特别的限制，可以为一片第一基材，亦可为多片第一基材。另外，每一组第二基材的数量没有特别的限制，可以为一片第二基材，亦可为多片第二基材。另一方面，就提升成形体的力学性能而言，每一组第一基材的数量较佳为大于每一组第二基材的数量。
第一基材包括第一聚合物，第二基材包括第二聚合物。就考虑第二基材与补强材的结合性而言，第二基材所包括的第二聚合物为经官能基改质的聚合物。另外，就考虑第二基材与第一基材的结合性而言，第二基材所包括的第二聚合物的主链结构与第一基材所包括的第一聚合物的主链结构相同。因此，第二聚合物较佳为第一聚合物经官能基改质的聚合物。在此，所谓的“经官能基改质的聚合物”为以不改变主链结构为原则，对侧链结构进行官能基修饰的聚合物。本发明的经官能基改质的聚合物没有特别的限制，依据补强材的表面特性，可在基材高分子侧链上修饰各式官能基(极性/非极性、带正电荷/负电荷等等)，以增加树脂与纤维之含浸效果与接口结合强度。
如此一来，通过将第二聚合物设计为第一聚合物经官能基改质的聚合物，第二基材不论与补强材或第一基材都有良好的结合性，亦即第二基材相当于补强材与第一基材之间的缓冲层。另外，通过使用第一基材，可以保留未改质的聚合物的分子结构的刚性，进而有效提供积层体所形成的成形体整体的力学性能。因此，与现有技术中单使用经改质的基材的预浸体相比，本发明的积层体通过并用第一基材与第二基材，可以兼具对于补强材的含浸性以及积层体所形成的成形体的力学性能。除此之外，还可以降低价格高昂的经改质的基材的使用量，达到降低材料成本的功效。
第一聚合物与第二聚合物可为热塑性聚合物或热固性聚合物。就积层体的后续处理的加工性而言，第一聚合物与第二聚合物较佳为热塑性聚合物。
热塑性聚合物例如是聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚氯乙烯(PolyVinyl Chloride，PVC)、聚酰胺(Polyamide，PA)(例如杜邦公司所生产的尼龙6、尼龙66)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚四氟乙烯(特富龙)(Polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET或PETE)或聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)。在积层体或后述成形体中，以第一聚合物与第二聚合物的总合为100重量％计，第二聚合物的含量为5重量％～60重量％。
本发明的积层体经热压合后可形成成形体，其中第一基材与第二基材含浸于补强材中。相对于成形体总重，树脂含有率Rc为20％～60％。
本发明的成形体的厚度并没有特别的限制，可依产品需求调整成形体的厚度。
本发明的成形体的树脂含量并没有特别的限制，可依产品需求进行调整。
图1为根据本发明的第一实施例所显示的积层体的剖面示意图。
请参照图1，本实施例的积层体100为N等于1的具体例。具体而言，本实施例的积层体100由下而上依序包括补强材110a、经改质的基材120a、未改质的基材130、经改质的基材120b以及补强材110b。更进一步而言，未改质的基材130位于补强材110a与补强材110b之间。经改质的基材120a位于补强材110a与未改质的基材130之间且经改质的基材120a的第一表面S1与第二表面S2分别与补强材110a及未改质的基材130贴合。经改质的基材120b位于未改质的基材130与补强材110b之间且经改质的基材120b的第三表面S3与第四表面S4分别与未改质的基材130与补强材110b贴合。
值得注意的是，在本发明的积层体中，相邻于补强材的基材必须为经改质的基材，如此才可保有对于补强材的含浸性。若相邻于补强材的基材为未改质的基材，则有对于补强材的含浸性不佳的疑虑。另外，于经改质的基材的与补强材相对的一侧设置未改质的基材可增加积层体所形成的成形体的力学性能，并且降低价格高昂的经改质的基材的使用量，达到降低材料成本的功效。
[第二实施例]
第二实施例与第一实施例的差异在于：先将上述经改质的基材含浸于上述补强材形成预浸体，接着在预浸体之间插入未改质的基材，以形成积层体。接着，积层体经热压合后可形成成形体。
具体而言，在第二实施例中，积层体包括一或多组未改质的基材及多个预浸体。未改质的基材的数目为M组，多个预浸体的数目为M+1个，M为正整数。
在本实施例中，积层体的积层方式如下：一或多组未改质的基材分别穿插于多个预浸体之间，以使多个预浸体的每两个预浸体之间存在一或多组未改质的基材的其中一组未改质的基材。另外，多个预浸体中的每一个预浸体贴合于相邻的一或多组组未改质的基材中的每一组组未改质的基材的表面。
多个预浸体中的每一个预浸体含有经改质的树脂及补强材。一或多组未改质的基材中的未改质的基材包括第一聚合物。经改质的树脂包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
与第一实施例类似，在第一实施例中，经改质的基材对于补强材的含浸性佳，因此两者之间具有良好的结合性；并且通过将第二聚合物设计为第一聚合物经官能基改质的聚合物，预浸体与未改质的基材也具有良好的结合性。
另外，通过使用未改质的基材，可以保留未改质的聚合物的分子结构的刚性，进而有效提供积层体所形成的成形体整体的力学性能。因此，与现有技术中单使用经改质的基材的预浸体相比，本发明的积层体通过并用未改质的基材与经改质的基材，可以兼具对于补强材的含浸性以及积层体所形成的成形体的力学性能。除此之外，还可以降低价格高昂的经改质的基材的使用量，达到降低材料成本的功效。
图2为根据本发明的第二实施例所显示的积层体的剖面示意图。
请参照图2，本实施例的积层体200为M等于1的具体例。具体而言，本实施例的积层体200由下而上依序包括预浸体210a、未改质的基材220以及预浸体210b。更进一步而言，经改质的基材含浸于补强材形成预浸体210a及预浸体210b，未改质的基材220位于预浸体210a与预浸体210b之间，且未改质的基材220的上表面S5与下表面S6分别与预浸体210a及预浸体210b贴合。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，该等实施例仅为例示说明，而不应被解释为本发明实施的限制。另外，图3至图7的积层体的剖面示意图仅例示了积层体的积层方式，不代表各层的实际数量。
[实施例1]
图3为实施例1的积层体300的剖面示意图。实施例1的积层体300是依照上述本发明的第一实施例的积层体的积层方式进行积层。具体而言，请参照图3，积层体300由下而上依序包括补强材310a、经改质的基材320a、未改质的基材330a、经改质的基材320b、补强材310b、经改质的基材320c、未改质的基材330b、经改质的基材320d、补强材310c、经改质的基材320e、未改质的基材330c、经改质的基材320f、补强材310d、经改质的基材320g、未改质的基材330d、经改质的基材320h以及补强材310e。
另外，在实施例1中，以基重200g/m2的3K编织碳纤维布作为补强材，以经改质的尼龙6树脂薄膜作为经改质的基材，以未改质的尼龙6树脂薄膜作为未改质的基材。接着，使用热压机对实施例1的积层体300进行热压合，以形成成形体。在实施例1中，相对于成形体总重，树脂含有率Rc为47％。成形体的厚度为3.0mm。
参考下表1，根据ASTM D790，实施例1的成形体的弯曲强度为664MPa，弯曲模数为51.3GPa。依据ISO14130，实施例1的成形体的层间剪切强度(Interlaminar shearstrength，ILSS)为50.3Mpa。
[比较例1]
图4为比较例1的积层体400的剖面示意图。比较例1的积层体400是以补强材与未改质的基材交互堆叠的方式进行积层。具体而言，请参照图4，积层体400由下而上依序包括补强材410a、未改质的基材430a、补强材410b、未改质的基材430b、补强材410c、未改质的基材430c、补强材410d、未改质的基材430d以及补强材410e。
另外，在比较例1中，以基重200g/m2的3K编织碳纤维布作为补强材，以未改质的尼龙6树脂薄膜作为未改质的基材。接着，使用热压机对比较例1的积层体400进行热压合，以形成成形体。在比较例1中，相对于成形体总重，树脂含有率Rc为47％。成形体的厚度为3.0mm。
参考下表1，根据ASTM D790，比较例1的成形体的弯曲强度为472MPa，弯曲模数为46.6GPa。依据ISO14130，比较例1的成形体的层间剪切强度为43.3Mpa。
[比较例2]
图5为比较例2的积层体500的剖面示意图。比较例2的积层体500是以补强材与经改质的基材交互堆叠的方式进行积层。具体而言，请参照图5，积层体500由下而上依序包括补强材510a、经改质的基材520a、补强材510b、经改质的基材520b、补强材510c、经改质的基材520c、补强材510d、经改质的基材520d以及补强材510e。
另外，在比较例2中，以基重200g/m2的3K编织碳纤维布作为补强材，以经改质的尼龙6树脂薄膜作为经改质的基材。接着，使用热压机对比较例2的积层体500进行热压合，以形成成形体。在比较例2中，相对于成形体总重，树脂含有率Rc为47％。成形体的厚度为3.0mm。
依据下表1，比较例2的成形体具有根据ASTM D790的586MPa的弯曲强度，50.6GPa的弯曲模数。依据ISO14130，比较例2的成形体的层间剪切强度为47.3Mpa。
[比较例3]
图6为比较例3的积层体600的剖面示意图。比较例3的积层体600是以经改质的基材与未改质的基材在厚度方向D隔着补强材交互堆叠的方式进行积层。换言之，在比较例3中，每一个补强材的两侧分别存在经改质的基材与未改质的基材。具体而言，请参照图6，积层体600沿着厚度方向D由下而上依序包括补强材610a、经改质的基材620a、补强材610b、未改质的基材630a、补强材610c、经改质的基材620b、补强材610d、未改质的基材630b以及补强材610e。
另外，在比较例3中，以基重200g/m2的3K编织碳纤维布作为补强材，以经改质的尼龙6树脂薄膜作为经改质的基材，以未改质的尼龙6树脂薄膜作为未改质的基材。接着，使用热压机对比较例3的积层体600进行热压合，以形成成形体。在比较例3中，相对于成形体总重，树脂含有率Rc为47％。成形体的厚度为3.0mm。
依据下表1，比较例3的成形体具有根据ASTM D790的569MPa的弯曲强度，47.1GPa的弯曲模数。依据ISO14130，比较例3的成形体的层间剪切强度为47.7Mpa。
[比较例4]
图7为比较例4的积层体700的剖面示意图。比较例4的积层体700与图3的实施例1的积层体300的差异在于：将相对于图3中相对于经改质的基材的位置替换为未改质的基材；并且将相对于未改质的基材的位置替换为经改质的基材。也就是说，对于积层体700而言，靠近补强材的两侧为未改质的基材，并且任两个未改质的基材之间为经改质的基材。具体而言，请参照图7，积层体700由下而上依序包括补强材710a、未改质的基材730a、经改质的基材720a、未改质的基材730b、补强材710b、未改质的基材730c、经改质的基材720b、未改质的基材730d、补强材710c、未改质的基材730e、经改质的基材720c、未改质的基材730f、补强材710d、未改质的基材730g、经改质的基材720d、未改质的基材730h、补强材710e。
另外，在比较例4中，以基重200g/m2的3K编织碳纤维布作为补强材，以经改质的尼龙6树脂薄膜作为经改质的基材，以未改质的尼龙6树脂薄膜作为未改质的基材。接着，使用热压机对比较例4的积层体700进行热压合，以形成成形体。在比较例4中，相对于成形体总重，树脂含有率Rc为47％。成形体的厚度为3.0mm。
参考下表1，根据ASTM D790，比较例4的成形体的弯曲强度为465MPa，弯曲模数为46.4GPa。依据ISO14130，比较例4的成形体的层间剪切强度为45.2Mpa。
<评价结果>
图8A为实施例1与比较例1～4的弯曲强度比较图。图8B为实施例1与比较例1～4的弯曲强度百分比比较图。图9A为实施例1与比较例1～4的弯曲模数比较图。图9B为实施例1与比较例1～4的弯曲模数百分比比较图。就弯曲强度及弯曲模数而言，实施例1明显高于比较例1～4，显示实施例1的成形体具有较佳的力学性能。
图10A为实施例1与比较例1～4的层间剪切强度比较图。图10B为实施例1与比较例1～4的层间剪切强度百分比比较图。层间剪切强度是用于评价成形体是否有脱层的情形，所谓的“脱层”是指两片补强材产生分离的情形。影响“脱层”的因素则包含(1)补强材与基材之间的结合度；(2)基材(树脂薄膜)本身的物性。就层间剪切强度而言，实施例1也明显高于比较例1～4，显示实施例1的成形体具有较佳的力学性能。
请参照表1、图8A、图8B、图9A、图9B、图10A及图10B。从比较例1及比较例2来看，比较例2使用了与纤维布的结合性及含浸性较佳的经改质的基材，因此比较例2的弯曲强度、弯曲模数及层间剪切强度皆优于比较例1，亦即比较例2的力学性能优于比较例1。
从实施例1及比较例3来看，实施例1的弯曲强度、弯曲模数及层间剪切强度优于比较例3。由此可知，未改质的基材与经改质的基材的摆放位置非常重要。具体而言，如实施例1般，经改质的基材必须位于补强材的两侧，接着将未改质的基材设置于经改质的基材之间才能确保基材与补强材之间结合性及含浸性，进而达到提升力学性能的功效。
从实施例1及比较例2来看，实施例1的弯曲强度及弯曲模数皆优于比较例2。比较例2即为现有技术中单使用经改质的基材来形成的预浸体。虽然比较例2的基材全部使用经改质的基材，而使经改质的基材与补强材之间有较佳的结合性及含浸性，但经改质的基材因分子结构改质而牺牲了聚合物本身的刚性，导致力学性能较低。反之，实施例1除了含有提升结合性及含浸性的经改质的基材之外，还含有聚合物刚性较佳的未改质的基材，因此可以在兼具基材与补强材之间的结合性及含浸性的前提下有效地提升成形体的力学性能。另外，实施例1的层间剪切强度也优于比较例2，因此比较例2相较于实施例1有较严重的补强材产生分离的情形。这样的结果直接证明了如比较例2般，当基材全部使用经改质的基材时，显示了经改质的基材牺牲了高分子本身的物性，而导致力学性能较低。反之，如实施例1般，当基材以未改质的基材为主体，仅使用部分经改质的基材时，则可在不大幅牺牲高分子本身的物性的情况下同时保有基材与补强材之间的结合性，而有效地提升成形体的力学性能。
从实施例1及比较例4来看，实施例1的弯曲强度、弯曲模数及层间剪切强度皆优于比较例4。比较例4即为将相对于实施例1中相对于经改质的基材的位置替换为未改质的基材；并且将相对于未改质的基材的位置替换为经改质的基材。在比较例4中，将未改质的基材设置于补强材的两侧，因此有基材与纤维布的结合性及含浸性不佳的疑虑，进而导致力学性能下降。由此可知，未改质的基材与经改质的基材的摆放位置非常重要。具体而言，如实施例1般，经改质的基材必须位于补强材的两侧，接着将未改质的基材设置于经改质的基材之间才能确保基材与补强材之间结合性及含浸性，进而达到提升力学性能的功效。
另一方面，从图8A、图8B、图9A、图9B、图10A及图10B可知，实施例1的成形体的弯曲强度、弯曲模数及层间剪切强度皆优于比较例1～4。由此可知，本发明的积层体所形成的成形体具有良好的力学性能。另外，图8A、图9A及图10A的长条图上的标示线(error bar)是十个以上样品的分布范围，标示线的长度越短，代表材料稳定性越佳。从图8A、图9A及图10A的实施例1来看，本发明的积层体所形成的成形体的材料稳定性佳。
表1
综上所述，本发明提供一种积层体及成形体，其通过依序堆叠补强材、经改质的基材以及未改质的基材，使得经改质的基材与补强材之间具有良好的结合性及含浸性；以及使得经改质的基材与未改质的基材之间具有良好的结合性。
本发明还提供一种积层体及成形体，其将经改质的基材与补强材先形成的预浸体，而保有基材与补强材之间结合性及含浸性。接着，再将预浸体与未改质的基材积层。由于预浸体含有经改质的树脂，因此预浸体与未改质的基材之间同样也具有良好的结合性。
值得注意的是，本发明的积层体由于含有未改质的基材，因此可以改善现有技术中单使用经改质的基材来形成的预浸体而牺牲高分子本身的物性所造成的力学性能下降的问题。另一方面，与现有技术中单使用经改质的基材来形成的预浸体相比，本发明的积层体由于降低价格高昂的经改质的基材的使用量，因此也可以达到降低材料成本的功效。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (12)
1.一种积层体，其特征在于，包括：
补强材；
第一基材；以及
第二基材，位于所述第一基材与所述补强材之间，且与所述第一基材及所述补强材贴合，
所述第一基材包括第一聚合物，所述第二基材包括第二聚合物，所述第二聚合物为所述第一聚合物经官能基改质的聚合物。
2.一种积层体，其特征在于，包括：
一或多组第一基材，其中所述第一基材的数目为N组，N为正整数；
二或多组第二基材，其中所述第二基材的数目为2N组；以及
多个补强材，其中所述补强材的数目为N+1个，
其中所述一或多组第一基材分别穿插于所个多个补强材之间，以使所述多个补强材的每两个补强材之间存在所述一或多组第一基材的其中一组第一基材，
所述二或多组第二基材分别穿插于所述多个补强材与所述一或多组第一基材之间，以使所述多个补强材中的每一个补强材与所述一或多组第一基材中的每一组第一基材之间存在所述二或多组第二基材的其中一组第二基材，
所述一或多组第一基材包括第一聚合物，所述二或多组第二基材包括第二聚合物，并且所述第二聚合物为所述第一聚合物经官能基改质的聚合物。
3.根据权利要求2所述的积层体，其特征在于，所述多个补强材中的每一个补强材与相邻的所述二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合。
4.根据权利要求2所述的积层体，其特征在于，所述一或多组第一基材中的每一组第一基材与相邻的所述二或多组第二基材中的每一组第二基材贴合。
5.根据权利要求2所述的积层体，其特征在于，所述第一聚合物与所述第二聚合物为热塑性聚合物。
6.根据权利要求2所述的积层体，其特征在于，所述补强材为碳纤维、石墨纤维、芳香族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维或金属纤维。
7.一种成形体，其特征在于，其是对如权利要求2至6中任一项所述的积层体进行热压合而形成。
8.一种积层体，其特征在于，包括：
基材；以及
预浸体，贴合于所述基材的表面，
其中所述预浸体含有树脂及补强材，
所述基材包括第一聚合物，所述树脂包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
9.一种积层体，其特征在于，包括：
一或多组基材，其中所述基材的数目为M组；以及
多个预浸体，其中所述多个预浸体的数目为M+1个，M为正整数，
其中所述一或多组基材分别穿插于所述多个预浸体之间，以使所述多个预浸体的每两个预浸体皆贴合至所述一或多组基材的其中一组基材，
其中所述多个预浸体中的每一个预浸体含有树脂及补强材，
所述一或多组基材中的基材包括第一聚合物，
所述树脂包括第二聚合物，第二聚合物为第一聚合物经官能基改质的聚合物。
10.根据权利要求9所述的积层体，其特征在于，所述第一聚合物与所述第二聚合物为热塑性聚合物。
11.根据权利要求9所述的积层体，其特征在于，所述补强材为碳纤维、石墨纤维、芳香族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维或金属纤维。
12.一种成形体，其特征在于，其是对如权利要求9至11中任一项所述的积层体进行热压合而形成。
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