连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)预浸料含浸制程
By www.carbonfiber.com.cn
连续纤维增强热塑性复合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites , CFRTP)已研究发展超过25年，CFRTP所使用的增强纤维种类主要有碳纤维、玻璃纤维以及克维拉纤维，基材种类包括PP、PA、PC、PEI、PPS以及PEEK等热可塑性基材，早期着重于航空及军事应用，2002年开始大幅度成长，并逐步应用于汽车、运动器材、运输、工业以及其他领域。
CFRTP的主要成型形态包括单方向纤维预浸料(Unidirectional Prepreg)、编织纤维预浸料(Fabric Prepreg)、混合纤维(Commingled yarn)以及其他方式，其中预浸布(Prepreg)相关产品应用为目前市场上的主流技术之一。
预估2014年全球连续纤维增强热塑性复合材料产值可达$US188.7 million，年平均成长率12%
热塑性纤维增强预浸料主要含浸工法可区如下：
溶液法(Solution Impregnation Technique)
熔融法(Melt Impregnation Technique)
薄膜层迭法(Film Stacking Technique)
粉末法(Powder Impregnation Technique)
纤维混编法(Fiber Commingled Technique)
聚合法(In-situ polymerization)
各种方法的特型及优缺点简介如下
溶液法(Solution Impregnation Technique)
将塑料基材溶于特定溶剂中制备基材溶液，再将增强纤维浸入溶液中，最后将溶剂去除，此法因以溶剂溶解塑料基材，基材黏度较低，可得较佳的含浸效果，但溶剂的选择、回收、人体安全性等都是限制此法发展的不利因素。
熔融法(Melt Impregnation Technique)
加热使塑料基材熔融并涂布于离型纸上，后以压辊使塑料基材与增强纤维混合，此法操作较容易，但能源消耗较高，且必须注意塑料基材的成膜性及高温流动特性。
薄膜层迭法(Film Stacking Technique)
将塑料薄膜与增强纤维规则层迭后热压含浸，此为熔融法的改良型，可以用较低的加工温度含浸预浸料，但需较长的加工时间，并注意薄膜制作与层迭含浸的加工限制。
粉末法(Powder Impregnation Technique)
以合成、研磨等化学或物理方式将塑料基材制成粉末后，透过溶剂、流体化床、静电等方式使粉末与纤维充分混合后加热含浸，此法必须控制粉体的粒径、批覆均匀性，并注意粉体及静电可能带来的危害。
纤维混编法(Fiber Commingled Technique)
将增强纤维与热塑基材纤维透过混编、混纱、绕股等方式均匀分散，制成特殊的纤维束，之后经过编织成所需织物后加热加压成型，此法必须注意避免过程中补强纤维受损。
聚合法(In-situ polymerization)
利用热塑性高分子之单体或寡聚合物(oligomer)，被覆在纤维上，在将此单体或寡聚合物聚合成所要之高分子基材，此法反应控制不易，制程时间较长。
除了上述热塑性纤维增强预浸料含浸工法之选择外，必须同时注意复合材料界面问题，包括补强纤维表面改质、纤维表面官能基、基材改质、基材/补强材表面能等，如此才能制备具商业量产性之热塑性纤维补强预浸料。
连续纤维增强热塑性复合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites , CFRTP)已研究发展超过25年，CFRTP所使用的增强纤维种类主要有碳纤维、玻璃纤维以及克维拉纤维，基材种类包括PP、PA、PC、PEI、PPS以及PEEK等热可塑性基材，早期着重于航空及军事应用，2002年开始大幅度成长，并逐步应用于汽车、运动器材、运输、工业以及其他领域。
CFRTP的主要成型形态包括单方向纤维预浸料(Unidirectional Prepreg)、编织纤维预浸料(Fabric Prepreg)、混合纤维(Commingled yarn)以及其他方式，其中预浸布(Prepreg)相关产品应用为目前市场上的主流技术之一。
预估2014年全球连续纤维增强热塑性复合材料产值可达$US188.7 million，年平均成长率12%
热塑性纤维增强预浸料主要含浸工法可区如下：
溶液法(Solution Impregnation Technique)
熔融法(Melt Impregnation Technique)
薄膜层迭法(Film Stacking Technique)
粉末法(Powder Impregnation Technique)
纤维混编法(Fiber Commingled Technique)
聚合法(In-situ polymerization)
各种方法的特型及优缺点简介如下
溶液法(Solution Impregnation Technique)
将塑料基材溶于特定溶剂中制备基材溶液，再将增强纤维浸入溶液中，最后将溶剂去除，此法因以溶剂溶解塑料基材，基材黏度较低，可得较佳的含浸效果，但溶剂的选择、回收、人体安全性等都是限制此法发展的不利因素。
熔融法(Melt Impregnation Technique)
加热使塑料基材熔融并涂布于离型纸上，后以压辊使塑料基材与增强纤维混合，此法操作较容易，但能源消耗较高，且必须注意塑料基材的成膜性及高温流动特性。
薄膜层迭法(Film Stacking Technique)
将塑料薄膜与增强纤维规则层迭后热压含浸，此为熔融法的改良型，可以用较低的加工温度含浸预浸料，但需较长的加工时间，并注意薄膜制作与层迭含浸的加工限制。
粉末法(Powder Impregnation Technique)
以合成、研磨等化学或物理方式将塑料基材制成粉末后，透过溶剂、流体化床、静电等方式使粉末与纤维充分混合后加热含浸，此法必须控制粉体的粒径、批覆均匀性，并注意粉体及静电可能带来的危害。
纤维混编法(Fiber Commingled Technique)
将增强纤维与热塑基材纤维透过混编、混纱、绕股等方式均匀分散，制成特殊的纤维束，之后经过编织成所需织物后加热加压成型，此法必须注意避免过程中补强纤维受损。
聚合法(In-situ polymerization)
利用热塑性高分子之单体或寡聚合物(oligomer)，被覆在纤维上，在将此单体或寡聚合物聚合成所要之高分子基材，此法反应控制不易，制程时间较长。
除了上述热塑性纤维增强预浸料含浸工法之选择外，必须同时注意复合材料界面问题，包括补强纤维表面改质、纤维表面官能基、基材改质、基材/补强材表面能等，如此才能制备具商业量产性之热塑性纤维补强预浸料。
