熱塑性CF/PPS預浸帶對板材管材的影響

熱塑性CF/PPS預浸帶對板材管材的影響

聚苯硫醚（PPS）是一種高性能的熱塑性樹脂，可耐高溫、耐腐蝕，同時吸濕率也比較低，是比較理想的碳纖維復合材料的熱門樹脂之一。熱塑性CF/PPS可以大幅提升PPS的性能優勢，是航空航天上比較理想的復合材料。

連續碳纖維增強PPS（CF/PPS）400mm單向帶_預浸帶/料

熱塑性CF/PPS的研究，國外開展的比較早，累積了較多的實驗數據，目前國內還處于起步階段，科研水平、實驗探索的進程還比較慢，加上碳纖維原絲制備等方面的因素，導致我們落后于歐美國家一大截，好在我們已經意識到了問題的嚴重性，已經在大力追趕了。

目前國內的實驗室已經可以制成熱塑性CF/PPS預浸帶，并且保持其性能的相對穩定，但是還沒有到大批量生產的程度。熱塑性CF/PPS的優勢在于性能更強，可回收再造，但是具體好在哪里，還需要通過研究和數據來證實。

熱塑性CF/PPS預浸帶對板材性能的影響

熱塑性CF/PPS復合材料板的層壓過程也是PPS樹脂再浸漬碳纖維的過程，樹脂的浸潤程度越高，界面粘性越強，那復合材料的綜合性能也就越好。而且碳纖維單向預浸帶的鋪層方向、鋪層設計對于性能的影響也比較明顯。

連續碳纖維與PPS基體樹脂的粘結性對板材的性能影響更為明顯，其界面粘結強度越大，板材的整體抗外界破壞能力越強。

在制備熱塑性CF/PPS預浸帶的過程中，如何保持碳纖維絲束與樹脂的均勻分布是個難題。過于集中或樹脂富集，預浸帶局部產生殘余應力，板材承重后，容易出現層間分離的情況；相反如果過于稀疏或局部沒有樹脂覆蓋，更容易出現凹陷斷裂的情況。

熱塑性CF/PPS預浸帶對管材性能的影響

碳纖維管材是另外一種應用廣泛的制品，熱固性碳纖維管是利用預浸帶纏繞芯模上，經過設備卷制成型的，而將原先的環氧樹脂類碳纖維預浸帶替換成熱塑性CF/PPS預浸帶，是否會有所不同？性能上是否也會有差距？

我們知道熱塑性CF/PPS預浸帶與纏繞管的性能密切相關，如果熱塑性CF/PPS預浸帶中的絲束和樹脂分布不均勻，那再纏繞成型的過程中就會發生重疊或留空的情況，碳纖維管材的密度自然也不會均勻，整體的穩定性較差。

其實說了這么多，不管是管材還是板材，核心性能還是來自碳纖維原絲及樹脂本身，碳纖維原絲從短切變成連續，熱固性環氧樹脂變成熱塑性聚苯硫醚樹脂，從理論上來說綜合性能肯定是熱塑性CF/PPS的更強。但是如何保證PPS在熔化后與碳纖維絲束更均勻的融合，形成性能更加穩定的復合材料，說起來容易，做起來就難了。

目前國內已經攻克了這個難題，采用熔融浸漬法技術制備的熱塑性CF/PPS預浸帶，螺桿擠出設備在輸送熔融的聚苯硫醚樹脂時，能夠提供充分的浸漬動力，通過提升PPS樹脂的流動性，增強PPS熔體對碳纖維絲束的全面包覆和浸漬效果，有效保證了預浸帶的質量穩定性。可以預見，熱塑性CF/PPS預浸帶制成的熱塑性碳纖維板、管的批量化進程有望早日實現。
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