[实用新型]一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置

说明书

本实用新型一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置，所述装置包括：底座和烘干箱，所述烘干箱设置于所述底座的顶部，所述烘干箱包括多个烘干单元，所述烘干单元的内部设置有烘干架，烘干架用于承托碳纤维，所述烘干架的底部设置有加热器，所述底座的内部设置有惰性气体容置罐，所述惰性气体容置罐通过第一连接管与所述烘干单元的内部相连通，第一连接管上设置有电磁阀，所述装置还设置有抽真空泵，所述抽真空泵通过第二连接管与所述烘干单元的内部相连通。本申请制备的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料能够限制提高碳纤维和树脂基材料之间的界面结合强度，显示增强复合材料的强度、韧性、耐热等级和抗湿热老化性能。

技术领域

本实用新型涉及复合材料技术领域，特别涉及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置。

背景技术

高性能碳纤维增强热塑性树脂基复合材料具有高损伤容限、可循环再生、制造成本低、减重效率高、易于维修和保养等特点，在航空航天、武器装备、能源、交通等国家重大战略发展各领域中发挥着至关重要的作用。碳纤维表面是石墨微晶结构，呈现光滑的形貌和惰性的化学性质，热塑性树脂分子结构中没有可交联的化学活性官能团，固化过程中不能发生化学反应，因此，碳纤维增强热塑性树脂基复合材料中增强体和机体之间的界面结合较弱。界面连接增强材料和基体，是复合材料独有的、极其重要的组成部分，影响载荷在机体和增强材料之间的传递，以及复合材料服役过程中裂纹的产生和扩展，对复合材料的强度、韧性、耐热等级和抗湿热老化性能均有重要影响。现有的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料中的碳纤维和热塑性树脂之间的界面结合强度较弱导致碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的强度、韧性、耐热等级和抗湿热老化性能均较差。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置，可以提高碳纤维和热塑性树脂之间的界面结合强度，改善碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的强度、韧性、耐热等级和抗湿热老化性能。

一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置，所述装置用于烘干碳纤维，所述装置包括：底座和烘干箱，所述烘干箱设置于所述底座的顶部，所述烘干箱包括多个烘干单元，所述烘干单元的内部设置有烘干架，烘干架用于承托碳纤维，所述烘干架的底部设置有加热器，所述底座的内部设置有惰性气体容置罐，所述惰性气体容置罐通过第一连接管与所述烘干单元的内部相连通，第一连接管上设置有电磁阀，所述装置还设置有抽真空泵，所述抽真空泵通过第二连接管与所述烘干单元的内部相连通；

所述装置还设置有控制器和温度传感器，所述温度传感器用于检测所述烘干单元内部的温度，所述加热器、所述电磁阀以及所述抽真空泵均与所述控制器相连接，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的温度信号控制加热器的开启，根据碳纤维是否需要在惰性气体保护下烘干控制所述电磁阀的开启，根据碳纤维是否需要在真空状态下烘干控制所述抽真空泵的开启。

所述烘干架设置为多层。

所述烘干架包括搁置板，所述搁置板的表面设置有多个透气孔，所述透气孔在所述搁置板的表面呈均匀分布。

所述烘干架包括架体和夹持器，所述架体用于支撑所述夹持器，所述夹持器用于夹持碳纤维。

所述惰性气体容置灌包括多个罐体单元，多个罐体单元分别盛放不同种类惰性气体，所述第一连接管的与所述惰性气体容置罐相连接的一端设置有多个分支连接管，所述分支连接管分别连接所述罐体单元，所述分支连接管上设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述控制器相连接。

本实用新型使用时，将碳纤维放置在烘干架上，烘干单元均为密闭结构，开启加热器加热，如果需要抽真空，控制器控制抽真空泵开启，如果需要通入惰性气体，控制器控制电磁阀开启，由于设置有多个烘干单元，控制器可以根据实际控制不同烘干单元的参数，根据温度传感器检测烘干单元内部温度控制加热器的开启和关闭，从而同时满足多种碳纤维的烘干条件。

附图说明