引言：在纤维增强复合材料发展速度和应用范围不断加快和拓宽的背景之下，热塑性复合材料受到了越来越多的关注，这种材料可以将回收难度较高的热固性复合材料进行有效替代，满足环境保护需要。不过，现阶段实现商品化的短纤维增强热塑性复合材料自身的力学性能依旧表现出相应的缺陷，而连续碳纤维增强复合材料将这些缺陷进行了有效的弥补，实现了显著提升复合材料性能的目的，促使其应用范围愈发广阔。
1熔体浸渍制备技术概述
将热塑性树脂加热至其熔融之后，对纤维进行浸渍，这种材料制备技术即为熔体浸渍制备技术。美国PPG公司于1972年首次使用这一技术完成了连续玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的生产[1]。现如今，熔体浸渍制备技术已经在多种连续纤维增强热塑性复合材料之中实现了广泛应用，包括PC、PBT以及PET等等。熔体浸渍技术在应用期间同样可以通过拉挤技术，具体而言，借助专门的具备特殊结构的拉挤模头，其中需要进行高压熔体的填充，当纤维束经过模头时，能够经多次反复交替的变化，从而使得熔体和纤维之间出现强制性的浸渍，最终获取需要的浸渍效果。本文中所研究的连续碳纤维增强PET复合材料板材实验即是采用熔体浸渍制备+拉挤成型技术，进行连续碳纤维增强PET复合材料板材预浸带的制备，同时使用相应的铺放形式，借助热压手段完成PET复合材料板材的制备，对三种制备方式的板材性能进行测试，获取相应的结论。
2使用连续碳纤维增强PET板材性能的必要性
PET板的英文全称为Polyethylene terephthalate，简称为PET或PETP，这种材料的中文名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，属于结晶型高分子材料的一种，在瓶、片材、薄膜、合成纤维等多种制品的制作中发挥了重要作用，其本身的耐化学药品性、电绝缘性、耐磨损性以及耐热性均处于较高水准，在日用品包装、医疗领域包装以及纺织等多个行业中实现了有效应用，但尚未广泛应用到工程领域中，原因在于其在加工成型时需要消耗较多的时间，并且结晶速率不够迅速。
为了能够使得PET板材的力学性能达到更高层次，扩大此类材料的应用范围，就需要选取恰当的增强体，连续碳纤维不失为一种可行的选择，具备重量轻、模量高、强度大等多项特征。经过这一材料的增强之后，PET板材自身的剪切弹性模量、剪切强度以及韧性均会得到有效提升，同时密度较小，这也意味着复合材料的力学性能会更加优越，并且相较于未经改性的材料而言，其结晶速率和热稳定性也会都达到更高水平。
3熔体浸渍制备技术增强PET复合材料板材实验分析
本文将PET材料作为基体，连续碳纤维作为增强材料，采用熔体浸渍+成型技术，进行连续碳纤维增强PET复合材料板材预浸带的制备，并裁剪已经完成制备的预浸带，同时使用三种差异化的PET复合材料板材预浸带铺放形式，分别是°、0°/90°、0°/90°编织（以下简称①、②、③形式）。在完成铺放之后，采用热压模塑的形式完成PET层压复合材料板材的制备，并对三种材料的多项性能进行对比，得出材料性能方面的结论。
3.1实验所用材料概述
在本次连续碳纤维增强PET复合材料板材实验中，所使用到的实验材料主要有：第一，PET材料；第二，连续碳纤维材料；第三，两种型号的抗氧剂，分别是抗氧剂168和抗氧剂1010，其质量分数均为0.2%。
3.2实验所用设备仪器简介
本次实验中所使用到的设备和仪器共包含如下几种：第一，单螺杆挤出机；第二，可编程逻辑控制压片机；第三，万能材料试验机；第四，热导率测定仪；第五，普通四探针电阻率测试仪；第六，多功能冲击试验机。
3.3实验具体流程
在实验进行期间，主要实验内容之一即为连续碳纤维增强PET复合材料板材的制备[2]。具体而言，在这个过程中，基本需要经历以下几个环节：
第一，在真空干燥箱中防止PET材料进行烘干，这一步操作需要经历至少12h，目的在于将材料中存留的水分有效去除。在此之后，将已经完成烘干的材料取出，并将其与适量的两种抗氧剂均匀混合。
第二，开启单螺杆挤出机，启动升温加热功能，在温度到达相应的数值之后，将上一个环节中完成混合的材料加入其中，借助挤出设备把处于熔融状态下的PET材料装入到浸渍模具之中，并依托于牵引机的牵引作用，使用分散设备将连续碳纤维进行均匀分散，使之成为若干个处于平行状态下的碳纤维单丝。
第三，借助压力作用，将完成分散的连续碳纤维单丝从熔融树脂中通过，在拉挤成型工艺的帮助下使用树脂完成纤维浸渍的环节，并使用压延机设备完成连续碳纤维增强PET复合材料板材预浸带的制备。
第四，裁剪预浸带，将其长度控制在20cm左右，同时使用上述三种铺放形式进行铺放，通过可编程逻辑控制压片机进行热塑，完成连续碳纤维增强PET复合材料板材的制备。
第五，使用万能材料试验机、热导率测定仪、普通四探针电阻率测试仪、多功能冲击试验机分别进行连续碳纤维增强PET复合材料板材弯曲性能、热导率、电导率以及缺口冲击强度的测试。
4结论
在此次熔体浸渍制备技术增强PET复合材料板材实验中，使用0°、0°/90°、0°/90°编织三种形式完成了预浸带的铺放（分别命名为①、②、③形式），在此之后，使用热压技术获取到三种不同的PET复合材料板材，并对三种材料的性能进行了测试可以得出如下三点结论：
第一，使用①形式所制备出的PET复合材料板材的性能最好，其自身的缺口冲击强度和弯曲性能均高于其余两者，②形式所制备出的PET复合材料板材性能要优于③形式制备出的PET复合材料板材性能。形成这种局面是因为使用①形式制备出的PET复合材料板材在受力方向层面上具备更高的纤维含量，从而使得其自身的承载性能更优。
第二，从平行纤维的角度来看，使用①形式制备出的PET复合材料板材自身的电导率也要优于其余两者。形成这种局面的原因主要是在平行方向上，板材自身有着较高的纤维含量，这也意味着其电子传输路径更加丰富。不过从垂直于纤维方向的角度而言，①形式下的PET复合材料板材自身的电导率则要低于其余两者，形成这种局面的原因主要在于当处于这种方向时，纤维之间存在着树脂材料，而这种树脂材料本身属于绝缘材料，将会对电导率产生影响。而②和③形式下的材料在垂直的纤维方向上依旧存在有纤维，换言之，具备可以导电的路径，基于此，在垂直的纤维方向上，①形式下的材料电导率要逊色于②和③形式下材料的电导率。
第三，采用①形式制备出的PET复合材料板材的热导率能够达到1.46W/（m· k），要优于其余两者，原因在于①形式的材料内部分布的纤维较为均匀，这也意味着其拥有更加有序的导热网络结构，传热性能更加优良。并且相较于单纯的PET材料而言，这一数值的提升幅度超过了600%。②和③形式下材料的热导率差异较小。
参考文献：
[1]任钊颍,乔亮,谭洪生.连续碳纤维增强PET复合材料板材的性能[J].工程塑料应用,2021,50(05):39-43.
[2]熊鑫,蒲颖,邓荣坚.连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料板材弯曲性能研究[J].材料研究与应用,2019,13(01):22-26.
