熱固材料-熔化和重新成形的線狀聚合物分析顯微鏡
熱固性材料的破壞應變通常較低。這導致了對于可能引起層壓復合
材料分層(鋪層分離)的厚度方向應力和機械沖擊損傷的阻抗低。它們還
會吸收大氣中的水分,導致復合材料的基體控制性能的降低,如高溫剪
切強度和壓縮強度。通過改進樹脂的化學性質或攙入韌性較高的聚合體
,包括橡膠和熱塑性樹脂,近來已研發得到一些韌性高得多的熱固性體
系,其中某些體系的抗潮性能提高了。
熱塑性聚合物是可以熔化和重新成形的線狀(非交聯的)聚合物,它
們也適合用作基體。適合于飛機用的高性能熱塑性塑料包括聚合物,如
聚醚醚酮(PEEK),使用溫度大約120℃;聚醚酮(PEK),大約145℃;以
及聚酰亞胺(熱塑性型),大約270℃。熱塑性聚合物的破壞應變要高得
多,因為它們可以經受大的塑性變形,從而顯著地改善了沖擊阻抗。
由于這些聚合物已經聚合,在熔化時形成黏度極高的液體。因此,
它們的制造技術以諸如樹脂薄膜(或樹脂纖維)滲透和預浸料技術等工藝
為基礎。主要的方法是在纖維上涂上樹脂(來自溶液),然后在高溫高壓
下固化。也可選用的做法是,在干纖維層之間鋪以熱塑性塑料膜,或者
把熱塑性塑料纖維與增強纖維一起進行機織,再通過熱壓將復合材料固
化。
由于熱塑性塑料吸濕很少,它們的濕/熱性能保持力比熱固性復合
材料好。但它們通常很貴,而且制造成本較高,因為它們需要高溫工藝
過程。此外,隨著熱固性塑料的改進,熱塑性塑料韌性的優勢也正被削
弱。對于熱塑性塑料今后是否會在飛機結構中得到廣泛應用,特別是受
到機械損傷的區域,存有疑問。