碳纖維具有強(qiáng)度高、密度小的優(yōu)點，其強(qiáng)度能達(dá)到鋼材的6到12倍，密度卻不到鋼的1/4。碳纖維預(yù)浸料兼具紡織纖維的柔軟性和可塑性，能根據(jù)模具的形狀做出各種產(chǎn)品，并且它不是金屬材料，耐腐蝕性，使用壽命長。

相比于熱固性碳纖維預(yù)浸料，熱塑性碳纖維預(yù)浸料具有如下優(yōu)勢：

①、加工工藝上：熱塑性碳纖維復(fù)合材料的成型周期較短，不需要像熱固性材料那樣進(jìn)行長時間的固化和后處理；熱塑性復(fù)合材料成型過程中不需要熱壓罐等大型專用設(shè)備，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本；此外，熱塑性復(fù)合材料工藝自動化程度高，如自動纖維鋪放（AFP）和注塑成型等，生產(chǎn)效率高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

②、材料特性上：熱塑性碳纖維復(fù)合材料具有良好的可循環(huán)性，可以回收再利用，符合環(huán)保要求；原材料儲存期不受限制，不需要低溫貯存。

③、其他特性上：熱塑性材料的加工工藝允許更大的設(shè)計自由度，可以實現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和結(jié)構(gòu)；此外，由于熱塑性材料可以二次熔化和再成型，維修時可以局部加熱修復(fù)，不需要更換整個部件。熱塑性材料還具有良好的可焊接性，便于在制造過程中進(jìn)行連接和組裝。

單向預(yù)浸料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)                織物預(yù)浸料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

熱塑性碳纖維預(yù)浸料制備工藝包括碳纖維處理、預(yù)浸工序、輥壓工序等。其中預(yù)浸和輥壓工序最為關(guān)鍵。

浸漬工藝：

浸漬工藝是將碳纖維與樹脂混合，使樹脂充分浸潤碳纖維的過程。常用的浸漬工藝有溶液浸漬法、熱熔浸漬法和粉末浸漬法等。

1) 溶液浸漬法

溶液浸漬法( So1ution Impregnation Technique) 是選擇一種合適的溶劑，也可以是幾種溶劑配成的混合溶劑，將樹脂完全溶解，制得低粘度的溶液，并以此浸漬纖維，然后將溶劑揮發(fā)制得預(yù)浸料。這種方法有利于克服熱塑性樹脂熔融粘度大的缺點，可以很好的浸漬纖維。但這種方法也存在不足：一是溶劑的蒸發(fā)和回收費用昂貴，且有環(huán)境污染問題；如果溶劑清除不完全，在復(fù)合材料中會形成氣泡和孔隙，影響制品的性能；二是可以采用這種預(yù)浸料的復(fù)合材料在使用中的耐溶劑性會受到影響；三是一些熱塑性樹脂很難找到合適的溶劑。

2) 熱熔浸漬法

熱熔浸漬法( Melt Impregnation Technique）是將樹脂加熱至熔融狀態(tài)，然后將碳纖維通過熔融的樹脂，使樹脂充分浸潤碳纖維，最后將浸漬后的碳纖維冷卻，得到預(yù)浸料。與溶液浸漬法相比較，熔融浸漬法由于工藝過程無溶劑，減少了環(huán)境污染，節(jié)省了材料，預(yù)浸料樹脂含量控制精度高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。熱熔浸漬法缺點是設(shè)備投資大、工藝控制難度高。

3) 粉末浸漬法

粉末浸漬法( Powder Impregnation Technique ) 是將粉狀樹脂以各種不同方式施加到增強(qiáng)體上。這種工藝生產(chǎn)速度快，效率高，工藝控制方便，在一條生產(chǎn)線上可以浸漬廣泛的樹脂基體。粉末浸漬法包括懸浮液浸漬法（濕法）和流化床浸漬工藝（干法）。

* 懸浮液浸漬法（濕法）

懸浮液浸漬法( Suspension Impregnation Technique)是將樹脂粉末及其它添加劑配制成懸浮液，增強(qiáng)纖維長絲經(jīng)過浸液槽中，在其中經(jīng)懸浮液充分浸漬后，進(jìn)入加熱爐中熔融、烘干。也可通過噴涂、刷涂等方法使樹脂粉末均勻地分布于增強(qiáng)體中。經(jīng)過加熱爐處理后的纖維/樹脂束可制成連續(xù)纖維預(yù)浸帶。

* 流化床浸漬工藝（干法）

流化床浸漬工藝( Powder Fluidized Bed Impregnation Technique ) 是使每束纖維或織物通過一個有樹脂粉末的流態(tài)化床，樹脂粉末懸浮于一股或多股氣流中，氣流在控制的壓力下穿過纖維，所帶的樹脂粉末沉積在纖維上，隨后經(jīng)過熔融爐使樹脂熔化并粘附在纖維上，再經(jīng)過冷卻成型段，使其表面均勻、平整，冷卻后，收卷。靜電流化床工藝( Electrostatic Powder Spray Impregnation Technique ) 是在流化床工藝的基礎(chǔ)上，增加了靜電場的作用，使樹脂粉末帶電，從而大大增加了樹脂在增強(qiáng)體上的沉積和對增強(qiáng)體的附著作用。

4) 薄膜層疊法

薄膜層疊(Film Stacking Technique) 是把織物或紗和熱塑性樹脂薄膜交替層疊，然后在適當(dāng)?shù)臏囟取毫ψ饔孟轮瞥蔁崴苄詮?fù)合材料預(yù)浸料。

在上述各種浸漬工藝中，就目前的工藝狀態(tài)看，沒有一種是十分完善的，或者明顯優(yōu)于其他的浸漬工藝，由于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，要使用不同的材料，必須根據(jù)所用的材料選取合適的工藝。

輥壓工藝：

輥壓工藝是將浸漬后的碳纖維通過一系列的輥壓設(shè)備，使樹脂均勻分布在碳纖維之間，形成具有一定厚度和均勻性的預(yù)浸料。輥壓工藝的參數(shù)包括輥壓壓力、輥壓速度、輥壓溫度等，這些參數(shù)的選擇需要根據(jù)碳纖維和樹脂的性能、預(yù)浸料的厚度和均勻性要求等因素進(jìn)行調(diào)整。

預(yù)浸料的輥壓采用加熱鋼輥對壓的方式，加熱輥使用上海聯(lián)凈生產(chǎn)的電磁感應(yīng)加熱輥，能實現(xiàn)在工作狀態(tài)下始終保持在0.005mm以內(nèi)的機(jī)械精度和±1℃以內(nèi)的溫度精度，從而確保最終預(yù)浸料厚度的一致性良好。

上海聯(lián)凈可以對外提供熱塑性碳纖維預(yù)浸料全套解決方案。