專利名稱：熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法，屬復(fù)合材料定型處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
是在針織物增強復(fù)合材料熱塑性復(fù)合成型加工之前對針織物進行單向或雙向預(yù)拉伸變形處理。該技術(shù)能在一定程度上改善用于增強體的針織物中的增強纖維的取向，從而改善復(fù)合成型后的復(fù)合材料的一些性能，如拉伸性能、彎曲性能等。但這種處理方法只能對增強結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，對熱塑性基體以及增強體/基體之間的界面無任何影響，因此它對熱塑性復(fù)合材料性能的提高受增強結(jié)構(gòu)自身拉伸變形能力的影響很大。而且，該技術(shù)也只適用于以針織物、機織物等織物形式作為增強體的熱塑性復(fù)合材料。熱塑性復(fù)合材料由于具有斷裂韌性好、損傷容限高、環(huán)境適應(yīng)性好、加工周期短、易回收等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于對抗沖擊性和破損安全性要求較高的領(lǐng)域。經(jīng)背景技術(shù)處理過的熱塑性復(fù)合材料比沒經(jīng)任何處理的熱塑性復(fù)合材料的強度有所提高，但這種強度的提高是以韌性的降低為代價的，因此處理后的熱塑性復(fù)合材料的抗沖擊性能幾乎保持不變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是推出一種熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案通過對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行拉伸、定型和冷卻固化三步處理，使上述技術(shù)問題得到解決。
現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案一種熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法，其特征在于，操作步驟第一步 拉伸將復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料加熱至95～250℃，并對其進行定伸長拉伸，拉伸比介于101/100～130/100；第二步 定型對經(jīng)過上步處理的熱塑性復(fù)合材料在105～260℃的溫度下進行熱定型，定型時間介于10min～1h；第三步 冷卻固化將經(jīng)過上步處理的熱塑性復(fù)合材料自然冷卻至室溫固化，得到經(jīng)熱拉伸定型處理的熱塑性復(fù)合材料。
本發(fā)明進一步的特征在于，對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行的拉伸是定負荷拉伸，拉伸負荷介于0.2～3.5Mpa。
與背景技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于背景技術(shù)由于是在復(fù)合材料復(fù)合成型之前對增強體進行拉伸，因此它只適用于機織物、針織物和編織物等織物形式增強的復(fù)合材料。而本發(fā)明由于是對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行的熱拉伸處理，因此，它不僅適用于機織物、針織物和編織物等織物形式增強的熱塑性復(fù)合材料，還適用于粉末、短纖維、纖維氈、連續(xù)纖維束等非織物形式增強的熱塑性復(fù)合材料；背景技術(shù)僅對增強結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。而本發(fā)明通過對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行熱拉伸處理，不僅能對增強結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，引起增強結(jié)構(gòu)中的纖維重新排列和取向，還能對基體產(chǎn)生作用，引起基體分子排列和取向的變化，從而引起基體結(jié)晶度和取向度的變化，這將引起基體機械性能和物理性能的變化，進而引起整個復(fù)合材料性能(如拉伸、彎曲、沖擊性能等)的變化。
具體實施例方式
實施例1將玻璃纖維增強聚乙烯復(fù)合材料加熱至105～130℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為105/100～120/100，拉伸后再在115～150℃下熱定型15min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例2將玻璃纖維增強聚乙烯復(fù)合材料加熱至105～140℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.5～2.5MPa，拉伸后再在115～150℃下熱定型40min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例3將玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料加熱至110～165℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為101/100～115/100，拉伸后再在120～180℃下熱定型50min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例4將玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料加熱至110～170℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.2～3.0MPa，拉伸后再在120～180℃下熱定型30min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例5將玻璃纖維增強聚氯乙烯復(fù)合材料加熱至95～135℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為102/100～125/100，拉伸后再在105～150℃下熱定型45min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例6將玻璃纖維增強聚氯乙烯復(fù)合材料加熱至100～130℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.5～2.0MPa，拉伸后再在110～140℃下熱定型1h，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例7將玻璃纖維增強尼龍66復(fù)合材料加熱至220～235℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為105/100～120/100，拉伸后再在230～250℃下熱定型35min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例8將玻璃纖維增強尼龍66復(fù)合材料加熱至210～250℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.3～3.5MPa，拉伸后再在220～260℃下熱定型50min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例9將玻璃纖維增強聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料加熱至200～230℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為102/100～120/100，拉伸后再在210～240℃下熱定型30min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例10將玻璃纖維增強聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料加熱至205～235℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.5～2.5MPa，拉伸后再在215～245℃下熱定型40min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例11將玻璃纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料加熱至190～220℃，并進行定伸長拉伸，拉伸比為105/100～130/100，拉伸后再在200～230℃下熱定型10min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
實施例12將玻璃纖維增強聚對苯二甲酸丁二醇酯復(fù)合材料加熱至185～220℃，并進行定負荷拉伸，拉伸負荷為0.2～2.5MPa，拉伸后再在200～230℃下熱定型30min，然后冷卻固化，得到處理后的復(fù)合材料。
將上述實施例中的玻璃纖維換成碳纖維、硼纖維、凱夫拉纖維等纖維或?qū)⒒w換作其他的熱塑性基體，也可以得到經(jīng)熱拉伸定型處理后的復(fù)合材料。
通過上述實施例得到的熱塑性復(fù)合材料沿熱拉伸定型處理方向的強度有所提高，而韌性的減小卻不太多甚至還能提高，因此復(fù)合材料的抗沖擊性能比沒經(jīng)過任何處理的熱塑性復(fù)合材料以及經(jīng)背景技術(shù)處理過的復(fù)合材料的抗沖擊性能要好，除了能在未經(jīng)任何處理的熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域(電子、汽車、航空航天、醫(yī)用、民用、體育、建筑等)應(yīng)用外，更適于用作抗沖擊、破損安全的零部件。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法，其特征在于，操作步驟第一步 拉伸將復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料加熱至95～250℃，并對其進行定伸長拉伸，拉伸比介于101/100～130/100；第二步 定型對經(jīng)過上步處理的熱塑性復(fù)合材料在105～260℃的溫度下進行熱定型，定型時間介于10min～1h；第三步 冷卻固化將經(jīng)過上步處理的熱塑性復(fù)合材料自然冷卻至室溫固化，得到經(jīng)熱拉伸定型處理的熱塑性復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法，其特征在于，對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行的拉伸是定負荷拉伸，拉伸負荷介于0.2～3.5Mpa。
全文摘要
一種熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理方法，屬復(fù)合材料定型處理技術(shù)領(lǐng)域，通過對復(fù)合成型后的熱塑性復(fù)合材料進行拉伸、定型和冷卻固化三步處理，完成對熱塑性復(fù)合材料的熱拉伸定型處理，拉伸為定伸長拉伸或定負荷拉伸。該方法不僅適用于機織物、針織物和編織物等織物形式增強的熱塑性復(fù)合材料，還適用于粉末、短纖維、纖維氈、連續(xù)纖維束等非織物形式增強的熱塑性復(fù)合材料；不僅能對增強結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，引起增強結(jié)構(gòu)中的纖維重新排列和取向，還能對基體產(chǎn)生作用，進而引起整個復(fù)合材料性能(如拉伸、彎曲、沖擊性能等)的變化。經(jīng)熱拉伸定型處理的熱塑性復(fù)合材料，特別適于用作抗沖擊、破損安全的零部件。
文檔編號B29C71/02GK1462683SQ0312950
公開日2003年12月24日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者張瑜, 朱美芳, 陳彥模, 樊在霞 申請人:東華大學