在具有增强可模制性的复合材料的前驱体形成过程中对连续碳纤维的改性制造技术

提供了一种生产用于具有增强可模制性的复合材料的连续碳纤维的方法。形成具有护套和芯的连续前体纤维。护套包括第一聚合物材料。芯包括第二聚合物材料和分布在第二聚合物材料内的多个离散区域。离散区域包括第三聚合物材料。在连续前体纤维被加热以进行碳化和石墨化之后，连续前体纤维形成连续碳纤维，连续碳纤维具有与芯中的多个离散区域相对应的多个离散弱区域。还提供了由这种改进的连续碳纤维制成的具有增强可模制性的碳纤维复合材料。

Modification of continuous carbon fibers during precursor formation of reinforced mouldable Composites

A method for producing continuous carbon fibers for reinforced mouldable composites is provided. A continuous precursor fiber with a sheath and core is formed. The sheath includes a first polymer material. The core comprises a second polymer material and a plurality of discrete regions distributed within the second polymer material. The discrete region includes a third polymer material. After continuous precursor fibers are heated for carbonization and graphitization, continuous precursor fibers form continuous carbon fibers, which have multiple discrete weak regions corresponding to multiple discrete regions in the core. A reinforced mouldable carbon fiber composite made from this improved continuous carbon fiber is also provided.

【技术实现步骤摘要】
在具有增强可模制性的复合材料的前驱体形成过程中对连续碳纤维的改性引言该部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。本公开涉及在前体形成期间改性连续碳纤维以形成具有增强可模制性的高强度复合材料的方法。碳纤维用作轻质增强相以制备高强度轻质聚合物复合材料。碳纤维可以通过碳化或石墨化碳纤维前体材料纤维来生产。作为实例，碳纤维前体可由聚丙烯腈(PAN)、石油沥青或人造丝前体形成。碳纤维和石墨纤维在不同温度下制造和热处理，因此每种碳纤维和石墨纤维具有不同的碳含量。通常，碳纤维被认为是具有至少约90重量％的碳的纤维。含有碳纤维的复合材料重量轻，强度高。与包含切碎或研磨的碳纤维的复合材料相比，包含连续碳纤维长丝的复合材料具有特别高的强度(例如，超高强度)。虽然超高强度复合材料在某些应用中是非常需要的，但其缺乏流动性和可成形性对于在复合材料中使用连续碳纤维一直是一个挑战。例如，包含连续碳纤维的复合预浸料可能太硬并因此具有高的流动阻力。这种不灵活性和刚性导致可模制性差，使得难以由具有连续碳纤维的复合材料形成三维形状。期望形成具有更大柔性、更高流动性并因此具有更大可模制性的连续碳纤维复合材料，其具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产用于具有增强可模制性的复合材料的连续碳纤维的方法，所述方法包括：形成包括护套和芯的连续前体纤维，其中所述护套包括第一聚合物材料，并且所述芯包括第二聚合物材料和分布在所述第二聚合物材料内的多个离散区域，其中所述多个离散区域包括第三聚合物材料，其中在所述连续前体纤维被加热以进行碳化和石墨化之后，所述连续前体纤维形成连续碳纤维，所述连续碳纤维具有与所述芯中的所述多个离散区域相对应的多个离散弱区域，其中所述连续碳纤维基本上保持完整，直至形成碳纤维复合材料的模制工艺为止。

【技术特征摘要】
2017.08.24 US 15/6851571.一种生产用于具有增强可模制性的复合材料的连续碳纤维的方法，所述方法包括：形成包括护套和芯的连续前体纤维，其中所述护套包括第一聚合物材料，并且所述芯包括第二聚合物材料和分布在所述第二聚合物材料内的多个离散区域，其中所述多个离散区域包括第三聚合物材料，其中在所述连续前体纤维被加热以进行碳化和石墨化之后，所述连续前体纤维形成连续碳纤维，所述连续碳纤维具有与所述芯中的所述多个离散区域相对应的多个离散弱区域，其中所述连续碳纤维基本上保持完整，直至形成碳纤维复合材料的模制工艺为止。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成包括在第一挤出机中挤出第一聚合物材料以形成所述护套，并在第二挤出机中共挤出所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料以形成所述芯，所述芯具有所述第三聚合物材料分布在所述第二聚合物材料内的多个离散区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述挤出和所述共挤出之后，所述方法还包括通过喷嘴或喷丝头引入所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料，以形成包括所述护套和所述芯的所述连续前体纤维。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三聚合物材料选自由以下组成的组：木质素、...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·G·起亚，S·X·赵，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US