CN1462683A - 热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法，属复合材料定型处理技术领域，通过对复合成型后的热塑性复合材料进行拉伸、定型和冷却固化三步处理，完成对热塑性复合材料的热拉伸定型处理，拉伸为定伸长拉伸或定负荷拉伸。该方法不仅适用于机织物、针织物和编织物等织物形式增强的热塑性复合材料，还适用于粉末、短纤维、纤维毡、连续纤维束等非织物形式增强的热塑性复合材料；不仅能对增强结构发生作用，引起增强结构中的纤维重新排列和取向，还能对基体产生作用，进而引起整个复合材料性能(如拉伸、弯曲、冲击性能等)的变化。经热拉伸定型处理的热塑性复合材料，特别适于用作抗冲击、破损安全的零部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法，属复合材料定型处理技术领域。
背景技术
背景技术是在针织物增强复合材料热塑性复合成型加工之前对针织物进行单向或双向预拉伸变形处理。该技术能在一定程度上改善用于增强体的针织物中的增强纤维的取向，从而改善复合成型后的复合材料的一些性能，如拉伸性能、弯曲性能等。但这种处理方法只能对增强结构发生作用，对热塑性基体以及增强体/基体之间的界面无任何影响，因此它对热塑性复合材料性能的提高受增强结构自身拉伸变形能力的影响很大。而且，该技术也只适用于以针织物、机织物等织物形式作为增强体的热塑性复合材料。热塑性复合材料由于具有断裂韧性好、损伤容限高、环境适应性好、加工周期短、易回收等优点而被广泛应用于对抗冲击性和破损安全性要求较高的领域。经背景技术处理过的热塑性复合材料比没经任何处理的热塑性复合材料的强度有所提高，但这种强度的提高是以韧性的降低为代价的，因此处理后的热塑性复合材料的抗冲击性能几乎保持不变。
发明内容
本发明要解决的技术问题是推出一种热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法。
本发明采用以下技术方案：通过对复合成型后的热塑性复合材料进行拉伸、定型和冷却固化三步处理，使上述技术问题得到解决。
现详细说明本发明的技术方案：一种热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法，其特征在于，操作步骤：
第一步 拉伸
将复合成型后的热塑性复合材料加热至95～250℃，并对其进行定伸长拉伸，拉伸比介于101/100～130/100；
第二步 定型
对经过上步处理的热塑性复合材料在105～260℃的温度下进行热定型，定型时间介于10min～1h；
第三步 冷却固化
将经过上步处理的热塑性复合材料自然冷却至室温固化，得到经热拉伸定型处理的热塑性复合材料。
本发明进一步的特征在于，对复合成型后的热塑性复合材料进行的拉伸是定负荷拉伸，拉伸负荷介于0.2～3.5Mpa。
与背景技术相比，本发明的优点在于：
背景技术由于是在复合材料复合成型之前对增强体进行拉伸，因此它只适用于机织物、针织物和编织物等织物形式增强的复合材料。而本发明由于是对复合成型后的热塑性复合材料进行的热拉伸处理，因此，它不仅适用于机织物、针织物和编织物等织物形式增强的热塑性复合材料，还适用于粉末、短纤维、纤维毡、连续纤维束等非织物形式增强的热塑性复合材料；
背景技术仅对增强结构产生作用。而本发明通过对复合成型后的热塑性复合材料进行热拉伸处理，不仅能对增强结构发生作用，引起增强结构中的纤维重新排列和取向，还能对基体产生作用，引起基体分子排列和取向的变化，从而引起基体结晶度和取向度的变化，这将引起基体机械性能和物理性能的变化，进而引起整个复合材料性能(如拉伸、弯曲、冲击性能等)的变化。
具体实施方式
实施例1：将玻璃纤维增强聚乙烯复合材料加热至105～130℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为105/100～120/100，拉伸后再在115～150℃下热定型15min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例2：将玻璃纤维增强聚乙烯复合材料加热至105～140℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.5～2.5MPa，拉伸后再在115～150℃下热定型40min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例3：将玻璃纤维增强聚丙烯复合材料加热至110～165℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为101/100～115/100，拉伸后再在120～180℃下热定型50min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例4：将玻璃纤维增强聚丙烯复合材料加热至110～170℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.2～3.0MPa，拉伸后再在120～180℃下热定型30min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例5：将玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料加热至95～135℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为102/100～125/100，拉伸后再在105～150℃下热定型45min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例6：将玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料加热至100～130℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.5～2.0MPa，拉伸后再在110～140℃下热定型1h，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例7：将玻璃纤维增强尼龙66复合材料加热至220～235℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为105/100～120/100，拉伸后再在230～250℃下热定型35min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例8：将玻璃纤维增强尼龙66复合材料加热至210～250℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.3～3.5MPa，拉伸后再在220～260℃下热定型50min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例9：将玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料加热至200～230℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为102/100～120/100，拉伸后再在210～240℃下热定型30min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例10：将玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料加热至205～235℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.5～2.5MPa，拉伸后再在215～245℃下热定型40min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例11：将玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料加热至190～220℃，并进行定伸长拉伸，拉伸比为105/100～130/100，拉伸后再在200～230℃下热定型10min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
实施例12：将玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料加热至185～220℃，并进行定负荷拉伸，拉伸负荷为0.2～2.5MPa，拉伸后再在200～230℃下热定型30min，然后冷却固化，得到处理后的复合材料。
将上述实施例中的玻璃纤维换成碳纤维、硼纤维、凯夫拉纤维等纤维或将基体换作其他的热塑性基体，也可以得到经热拉伸定型处理后的复合材料。
通过上述实施例得到的热塑性复合材料沿热拉伸定型处理方向的强度有所提高，而韧性的减小却不太多甚至还能提高，因此复合材料的抗冲击性能比没经过任何处理的热塑性复合材料以及经背景技术处理过的复合材料的抗冲击性能要好，除了能在未经任何处理的热塑性复合材料的应用领域(电子、汽车、航空航天、医用、民用、体育、建筑等)应用外，更适于用作抗冲击、破损安全的零部件。
Claims (2)
1.一种热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法，其特征在于，操作步骤：
第一步 拉伸
将复合成型后的热塑性复合材料加热至95～250℃，并对其进行定伸长拉伸，拉伸比介于101/100～130/100；
第二步 定型
对经过上步处理的热塑性复合材料在105～260℃的温度下进行热定型，定型时间介于10min～1h；
第三步 冷却固化
将经过上步处理的热塑性复合材料自然冷却至室温固化，得到经热拉伸定型处理的热塑性复合材料。
2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料的热拉伸定型处理方法，其特征在于，对复合成型后的热塑性复合材料进行的拉伸是定负荷拉伸，拉伸负荷介于0.2～3.5Mpa。
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