鋪絲用高模量碳纖維預(yù)浸紗制備技術(shù)研究.pdf

1、空間級(jí)復(fù)合材料主要以高模量碳纖維為原材料，具有小批量、高質(zhì)量的特點(diǎn)。本文以空間級(jí)復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲為背景需求研究專用預(yù)浸紗制備技術(shù)，針對(duì)預(yù)浸紗分切制備只適于大批量生產(chǎn)無法滿足空間級(jí)復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲要求的問題，開展鋪絲用高模量碳纖維預(yù)浸紗直接熱熔制備技術(shù)與工藝參數(shù)研究，主要工作如下：
　　（1）分析了一步熱熔法制備高模量碳纖維預(yù)浸紗工藝路線、設(shè)計(jì)了制備系統(tǒng)總體方案，主要包括：放紗系統(tǒng)、展紗與張力控制系統(tǒng)、浸膠系統(tǒng)、二次展紗系統(tǒng)、冷卻與

2、同步帶維形系統(tǒng)、覆膜系統(tǒng)以及收卷系統(tǒng)；分析規(guī)劃了各子系統(tǒng)功能參數(shù)；搭建了熱熔浸膠試驗(yàn)平臺(tái)。
　?。?）針對(duì)擦膠輥加熱系統(tǒng)，探索了單面電磁感應(yīng)加熱方式，基于理論分析，搭建了擦膠輥電磁感應(yīng)加熱平臺(tái)，開展了電磁感應(yīng)加熱均勻性試驗(yàn)。
　　（3）以T300碳纖維為試驗(yàn)材料、研究了預(yù)浸紗制備過程中工藝參數(shù)對(duì)預(yù)浸紗含膠量和寬度的影響：預(yù)浸紗含膠量受放紗張力、樹脂溫度、纖維運(yùn)行速率和刮刀間隙的綜合影響，其中刮刀間隙是主控因素，精度需要嚴(yán)格控

3、制到0.01mm才能保障含膠量2.0％的精度；預(yù)浸紗寬度主要受放紗張力、展紗輥個(gè)數(shù)、二次展紗輥直徑以及維形裝置影響，需要綜合多方面因素調(diào)控。用M55J碳纖維進(jìn)行了預(yù)浸紗制備驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)損傷嚴(yán)重需要特別研究與控制。
　?。?）針對(duì)高模量碳纖維易損傷的問題，以M55J為試驗(yàn)材料研究了過輥表面材料、放紗張力、過輥個(gè)數(shù)以及過輥直徑對(duì)其損傷的影響，通過正交試驗(yàn)確定了各因素影響的顯著性，其中過輥個(gè)數(shù)對(duì)纖維損傷影響最大、為正相關(guān)，其次是放紗張力、