本發(fā)明涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸帶編織物，連續(xù)增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂纖維混纖紗編織物經(jīng)過(guò)縫編后制備復(fù)合材料板材的方法。

背景技術(shù)：

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量，良好的抗疲勞性和抗腐蝕性能等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車(chē)、軌道交通、船舶等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于復(fù)合材料越來(lái)越多的被應(yīng)用于主承力構(gòu)件上，因此復(fù)合材料的損傷容限和耐久性問(wèn)題越來(lái)越被人們所關(guān)注。目前復(fù)合材料的基體一般使用的是熱固性環(huán)氧樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂，因此復(fù)合材料沿厚度方向的強(qiáng)度比較低，對(duì)橫向載荷特別是低速?zèng)_擊載荷非常敏感，容易發(fā)生分層破壞。在生產(chǎn)制造、運(yùn)輸、安裝維護(hù)環(huán)節(jié)中，如人腳踩踏、工具墜落、道路上石頭碰撞等低能沖擊，都可能引起復(fù)合材料內(nèi)部形成分層破損。這類(lèi)材料內(nèi)部形成的分層破壞會(huì)影響零部件的承載能力，導(dǎo)致復(fù)合材料承載能力的顯著下降，且分層破壞一般難以被提前發(fā)現(xiàn)，對(duì)產(chǎn)品的安全性構(gòu)成了極大的威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種預(yù)浸帶編織物，混纖紗編織物縫編壓制成型的方法在預(yù)浸帶編織物或混纖紗編織物制備復(fù)合材料板材的成型過(guò)程中，在高溫高壓條件下，預(yù)浸帶中纖維會(huì)隨樹(shù)脂的流動(dòng)發(fā)生位置移動(dòng)，導(dǎo)致纖維的取向混亂，嚴(yán)重影響板材的性能，同時(shí)，由于不能施加較高的成型壓力，會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部孔隙率過(guò)高。

該方法利用纖維紗線對(duì)預(yù)浸帶編織物或混纖紗編織物進(jìn)行縫紉，利用垂直于增強(qiáng)纖維方向的縫紉線，對(duì)預(yù)浸帶編織物或混纖紗編織物中的纖維形成約束，能夠有效阻止預(yù)浸帶編織物和混纖紗編織物中單向纖維在加熱，加壓狀態(tài)下的橫向流動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)也可以提高熱壓成型時(shí)的壓力和溫度，降低制品的孔隙率，所獲得的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板材，能夠充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，提高材料的力學(xué)性能。

本發(fā)明中的制備工藝是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟（1）首先制備連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂浸漬預(yù)浸帶，以及連續(xù)纖維混纖紗；所用增強(qiáng)纖維可以是玻璃纖維，碳纖維，玄武巖纖維等，基體樹(shù)脂和基體纖維包括：聚烯烴樹(shù)脂及纖維、尼龍樹(shù)脂及纖維、聚醚醚酮樹(shù)脂及纖維、聚苯硫醚樹(shù)脂及纖維等等。除了基體樹(shù)脂和增強(qiáng)纖維，體系中也可以添加抗氧劑，抗紫外劑，阻燃劑等。無(wú)論是預(yù)浸帶還是混纖紗，體系中的纖維要具有良好的分散及浸漬效果，

步驟（2）在預(yù)浸帶和混纖紗編織物上縫紉纖維紗。可以采用工業(yè)縫紉機(jī)，所用紗線可以是：玻璃纖維，芳綸纖維，等等，但不限于這幾類(lèi)，也包括其它可以進(jìn)行縫紉的有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維。縫紉紗線的方向一般取與預(yù)浸帶（混纖紗主方向）纖維成±45度，90度?？p線間距一般取5-30mm。

步驟（3）進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，一般為對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，且上下表面的兩個(gè)鋪層表面的縫紉線更為緊密。鋪層方向一般為±45度，90度，0度等。

步驟（4）采用多層預(yù)浸帶縫合，或者采用多層混纖紗縫合；先將預(yù)浸帶或混纖紗依據(jù)零件樣式進(jìn)行裁剪，然后按照設(shè)計(jì)的鋪層結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋪層，鋪層完成后，再采用工業(yè)縫紉機(jī)，用紗線縫合。所用紗線可以是：玻璃纖維，芳綸纖維，等等，但不限于這幾類(lèi)，也包括其它可以進(jìn)行縫紉的有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維?？p紉紗線的方向一般取與預(yù)浸帶（混纖紗主方向）纖維成±45度，90度。縫線間距一般取10-50mm。

步驟（5）將縫合好的預(yù)制件放在模壓機(jī)上；先進(jìn)行冷壓排氣，再加壓升溫，根據(jù)基體材料的不同，選擇合適的壓制溫度，當(dāng)壓機(jī)溫度達(dá)到指定溫度時(shí)，保溫保壓30min左右，然后降溫冷卻，冷卻至室溫時(shí)，脫膜得到制品。

制備的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材具有優(yōu)異的力學(xué)性能和低的孔隙率，可以通過(guò)模壓或沖壓成型制備零件，應(yīng)用在軌道交通，物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

為了方便對(duì)本發(fā)明目的、技術(shù)特征及其效用，做進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)舉實(shí)施例如下：

附圖說(shuō)明：

圖1混纖維編織物單片縫紉示意圖

圖2＋45度預(yù)浸帶單片縫紉示意圖

圖3－45度預(yù)浸帶單片縫紉示意圖

圖4預(yù)浸帶及混纖紗單片鋪層示意圖

圖5預(yù)制件多層縫合示意圖

具體實(shí)施方式：

原料：玻璃纖維和PA6纖維混纖紗編織物，單向的玻璃增強(qiáng)PA6預(yù)浸帶。

首先對(duì)單層的預(yù)浸帶，混纖紗織物按照針距5mm，行距50mm，在工業(yè)縫紉機(jī)上采用玻璃纖維混纖紗縫紉，如圖1，圖2，圖3所示。

將縫紉好的預(yù)浸帶和混纖紗織物按照?qǐng)D4的順序鋪層，形成預(yù)制件。鋪層順序?yàn)椋?45/+45/+45/+45/(90/0)₄/-45/-45/-45/-45。

在預(yù)制件上按照?qǐng)D5所示進(jìn)行多層縫合處理，進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料的層間性能。

在模壓機(jī)上壓制板材。工藝條件：上模250℃，中模250℃，下模250℃。壓力2MPa。保壓時(shí)間35min。然后冷卻，卸壓，脫模。得到復(fù)合板材。

得到的復(fù)合板材其性能如下：+45及-45度方向，彎曲強(qiáng)度>550MPa，彎曲模量>19GPa。