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預浸布的制作
碳(C)纖維預浸布是由連續長纖及未熟化 (uncured) 的樹脂(Resin)中所構成,是目前最常用來制作高性能復合材料(Material)的原材形式。碳纖維生產具有許多優良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。預浸布是由一系列的纖維束含浸樹脂所構成。纖維束首先拼成所需之包含比重及寬度,然后經纖維架將纖維均勻的分開,同時樹脂加熱后涂佈在上下離型紙上。將纖維及涂佈樹脂的上下離型紙同時導入滾輪中,纖維位于上下離型紙之間,借由滾輪的壓力將樹脂均勻的散佈于纖維之間。纖維含浸樹脂后,即經過冷卻(cooling)或烘乾,經捲取器捲取成捲軸狀,由上下離型紙所包圍的樹脂含浸纖維稱為碳纖維預浸布。捲取的預浸布需置于控制(control)的溫度濕度環境下膠化至部份反應的階段,此時樹脂呈固體狀稱為B-stage。
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一般在制作碳(C)纖維預浸布時,樹脂(Resin)採用兩種型式,一為直接將樹脂加熱,以降低(reduce)其黏度(viscosity),便于均勻(jūn yún)散佈于纖維之間,稱為熱熔膠法。另一為將樹脂熔于熔劑中來降低黏度,代待樹脂含浸纖維后再加熱使熔劑揮發,稱為熔劑法。熱熔膠法的製程,樹脂包含比重控制(control)容易,可省略烘干的步驟,且無殘存的熔劑,但樹脂黏度比較高,含浸纖維編織(to braid)物時易造成纖維變形。溶劑(性狀:透明,無色的液體)法投資(意義:是未來收益的累積)成本低,制程簡變,但是熔劑的使用易殘存于預浸布中,影響(influence)最終復合材料(Material)的強度(strength),而且造成環境感染的問題。
碳(C)纖維預浸布的種類有單向碳纖維預浸布及編織(to braid)碳纖維預浸布,單向碳纖維預浸布在纖維方向有最大的強度(strength),通常用于有不同方向組合的疊層板,而編織碳纖維預浸布具有不同的編織方式方法,其強度在兩個方向約相等,可應用于不同的結構物。
123456 預浸布的儲存
碳(C)纖維預浸布的樹脂(Resin)處于部份反應的階段,在室溫的環境會繼續反應而固化。碳纖維配件“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。碳纖維生產傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。通常需儲存于低溫的環境。碳纖維預浸布在室溫所能儲存的時間稱為儲存周期,一般如無低溫儲存的設備(shèbèi),預浸布的制作量必須控制(control)在儲存周期內可以使用完畢為原則。
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