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行業(yè)資訊
預(yù)浸料生產(chǎn)工藝已發(fā)展成了一種專門的工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的專業(yè)化和自動化，是纖維復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。
預(yù)浸料是原材料和最終復(fù)合材料制品之間的一種中間產(chǎn)品，它的制造方法主要是將連續(xù)整齊平行的增強(qiáng)纖維牽引，通過與樹脂基體充分浸潤收卷成卷材。預(yù)浸料是熱壓罐、模壓、袋壓、卷制等工藝中極其重要的中間材料。
國內(nèi)高性能碳纖維經(jīng)過十余年的研發(fā)，已先后突破T800級、T1000級高強(qiáng)中模碳纖維關(guān)鍵制備技術(shù)，國產(chǎn)M40J、M50J、M55J、M60J、M65J級高模碳纖維關(guān)鍵制備技術(shù)，以及國產(chǎn)M30X、M40型新型高強(qiáng)度高模碳纖維關(guān)鍵技術(shù)。但是目前國產(chǎn)預(yù)浸料在發(fā)展過程中普遍會存在復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度較低，雖然T700、T800、等碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度雖然獲得大幅提升，但是壓縮強(qiáng)度增加不明顯，導(dǎo)致復(fù)合材料壓拉比逐漸下降。
“設(shè)計(jì)是主導(dǎo)，材料是基礎(chǔ)，工藝是關(guān)鍵”。從當(dāng)前航空航天使用復(fù)合材料來看，航空復(fù)合材料在材料方面，飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)具備高韌性特性的復(fù)合材料是未來發(fā)展的主導(dǎo)，所以提高復(fù)合材料的韌性一直是國內(nèi)外復(fù)合材料領(lǐng)域所關(guān)注的問題。
當(dāng)今應(yīng)用于航空航天先進(jìn)的復(fù)合材料多以碳纖維作為主體，熱固性樹脂作為基體，而環(huán)氧樹脂又是熱固性樹脂體系中應(yīng)用作為廣泛的，目前普遍采用沖擊后壓縮強(qiáng)度CAI值來表征復(fù)合材料的韌性，因此國內(nèi)外預(yù)浸料多以采用增韌樹脂的情況下來提高碳纖維復(fù)合材料的CAI。在航空航天中CAI值低于193MPa為低韌性，193～255MPa為韌性復(fù)合材料，大于255MPa為高韌性復(fù)合材料。
復(fù)合材料CAI的提升，目前多采用以增強(qiáng)樹脂韌性的形式，但既不改變復(fù)合材料的重量和厚度的增韌材料國內(nèi)相對較少，輕薄的預(yù)浸料是復(fù)合材料未來發(fā)展的趨勢，以大連義邦Xantu. Layr納米纖維增韌膜為例，可與預(yù)浸料合二為一，在某些情況下，CAI沖擊強(qiáng)度提高20％，抗脫層性提高170％，疲勞壽命可提高400％，最主要的是不會增加原設(shè)計(jì)的厚度和重量，是提升環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料韌性并提升CAI值的理想材料之一。
目前國外較為先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)如F22和F35其復(fù)合材料占飛機(jī)結(jié)構(gòu)整體重量的26%，其復(fù)合材料主要用于F22機(jī)身、機(jī)翼、襟翼、垂尾、副翼、口蓋、起落架艙門等，F(xiàn)35主要應(yīng)用于機(jī)身、機(jī)翼、進(jìn)氣道、操縱面、副翼、垂危等，歐洲EF-2000預(yù)浸料用料更是達(dá)到了35%-40%，民航新型大型客機(jī)更是達(dá)到了50%-52%，除一些特殊機(jī)身主要承力結(jié)構(gòu)，已基本上實(shí)現(xiàn)了全復(fù)合材料化。
雖然國內(nèi)預(yù)浸料企業(yè)和國外企業(yè)還存在很大差距，但已經(jīng)在各領(lǐng)域取得了一定的成果，相信隨著新材料、新技術(shù)的不斷應(yīng)用，可以有效減少了對進(jìn)口產(chǎn)品的依賴。
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