复合材料拉挤工艺概览
拉挤工艺是一种能生产连续的具有固定横截面的复合材料型材的自动化工艺。在其最简单的形式中，拉挤工艺适用于非匀质材料或者材料(复合材料)的橱台体，使其通过模具拉出。拉挤工艺是一种可使高性能复合材料达到高工业化生产的制造技术。复杂形状的直线型型材运用连续纤维增强可获得超过传统缠绕材料的力学性能。聚合物基复合材料可以制成能大限度地满足结构、化学、阻燃、电学、防腐和环境要求的各类制品，而设计可行性十分丰富。
拉挤复合材料显示出其他复合材料产品的全部特征高比强、耐腐蚀性、电绝缘性和尺寸稳定性。另外，它们还具有与拉挤工艺相关的其它优点，如连续长度。就薄型板丽论，象空心截面型材，其复杂的形状均可拉制出来。同时，拉挤型材的内外表面通常光滑精致。在拉挤生产中，以金属丝、术质或泡椿材料为添加物。可将其在连继作业工艺中裹包起来。拉挤工艺可以使用各种增强型材料(E～玻璃、ECRGLAS、S一2玻璃连续粗纱，连续纤维毡、复杂的纤维编织物、无捻粗纱布)和多种加填料或不加填料的热同性树脂(具有良好化学性能和电稳定性能的聚酯、乙烯基酯树脂或具有较好机械性能和耐腐蚀性能的环氧挝脂及具有阻燃性的酚醛树脂或甲基丙烯酸甲酯树脂)在改善拉挤制品的物理／化学性能方面，高性能热塑性聚合物提供了引人注目的可能性。拉挤机能够生产较大截面的型材和部件，它们都具有质量和可靠性均佳的显著特点，井在价格上具有竞争力。
在拉挤工艺中使用的材料可分为三种不同的材料：
一增强材料I一基体J一添加剂。通过材料的选择以及各自用量的配比设计能够提供一个广泛的复合材料性能范围。
1．增强材料
最广泛使用的增强材料是可获得的各种形式的玻璃纤维。它是复台材料承载的成分，并可提供所需要的机械性能(强度，模量、耐冲击性等等) ，见表1。
袁f 材辩性艟
材辩墨量J葛麓度重
GRP拉挤型材●
毡斌粗妙
(5o嘧玻璃) 2 5 2I 200 I．65
粗纱
(2o和玻璃) 41 500 I．9
盎属
幅80-43O 7O 80一l8O 2．7
幅碳钢410-480 皿1O 410一‘BO 7．8
最通用且廉价的增强材料是连续纤维的R- 玻璃一步法无捻祖纱，它是由其te．x支数(重量~g／km为单位表示)标明的。
在拉挤中典型的tex值是2400和4 800rex。玻璃纤维厂家用一种称为浸润剂的涂层来简化拉挤工艺中的处理过程，更重要的是，这种涂层在玻璃纤维和基体之间起着粘结作用，使一步法无捻粗纱在给定最小体积的纤维包覆下沿型材纵向方向产生很高的性能，纤维的重量百
分比能达到8O％。
连续纤维编织毡常被用来提高拉挤部件的横向增强作用。该产品由连续纤维在各个方向上的随机排列并通过树疆的粘结作用而构成，使其经适当的加工便具有足够的抗拉强度。在拉挤工艺中使用纤维毡的典型重量是3OO和5Og／m~。通常连续纤维毡由较粗糙的E一玻璃纤维柬削成，产生一种每一根单丝易于完全浸透的高疏橙材料。拉挤工艺也可使用担纱或复合材料(用化学或机械方法粘台起的来粗纱和纤维毡)。光滑的表面外观和／或耐化学性能的表面履，一般由c 一玻璃或热塑性聚酯制成并被放在复合材料表面上。通常使用的是30~60g／m’贴面层。
为了壳分填满拉挤型材的各边角部位，黎增加横向强度一样提高层内剪切强度，有时可使用疏橙型粗纱，这种标准的一步法无捻袒纱可在构造工艺中增加体积。为了改进复台材料在酸性环境中的耐腐蚀性能，可使／~ECRGLAS 增强材料。这类材料有各种形式，如一步法无捻粗纱，表面贴层和蓬松纱。使用高性能纤维，如S一2玻璃纤维、碳纤维和芳香族聚酰胺纤维t其拉挤制品可达到较高的强度和模量。
2．基体
我们巳经知道，纤维的种类和形状决定着复合材料的强度，然而，其它的复台材料性能。如耐腐蚀蛙、电性能和高温眭能是由基体材料提供的。
为了获得这些性能．我们必须谨慎选择树稽。在拉挤中．不饱和
聚酯是最普遍使用的树脂类型。许多品种都以磷酸、间苯二酸和对苯C甲酸做主要成份。
在不受芳香烃酸、酮酸和浓酸影响的时侯，不饱和聚酯(UP)通常能提供优良的耐腐蚀性能。UP的收绩率为7 ，这可以通过使用填料或低收缩舔加剂来降低。UP可在温度80~1057℃范围内使用，甚至在高温时通常也能提供优良的电牲能。最后，它们的耐气娱性相当好．而且可以通过表西贴层或各种添加嗣来提高。乙烯基酯树脂一般都具有良好的耐腐蚀性和耐热性，同时还具有高抗剪力、抗冲击蛙和耐疲劳性
当需要较高的力学性能、电性能和耐热性能时可使用环氧树脂，如象用于军事和航空航
天中的产品。其它树脂，如酚醛树脂(利用它的优良阻燃性)或甲基丙烯酸甲酯基体树脂(困其低粘度而具有填充量的可能性)，在市场上逐渐受到青跺。
工程热塑性树脂作为拉挤基体正被越来越多地使用，因为它们比热固性树脂更坚韧，且模塑后还可以加工。
3．添加剂
树脂成分包括各种添加剂混合物，如象催化剂、脱模剂、阻燃剂、低收缩添加剂和无机填料等。所有这些成份为制成的产品提供了特殊性能，如t～一甩涤性j一一改善成型性能j一一降低价格，一一表面光滑。
