專利名稱：一種有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁響應(yīng)微結(jié)構(gòu)有序化的樹脂基復(fù)合材料膜的連續(xù)制備裝置。其中，有序化包括垂直于膜平面的陣列有序化和平行于膜平面的取向(膜的縱向和膜的橫向)排列的有序化；微結(jié)構(gòu)包括樹脂大分子中的官能團(tuán)或鏈段、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、添加微粒子等。
背景技術(shù)：
磁性復(fù)合材料是指以永磁粉為功能體，與粘結(jié)劑經(jīng)混合、成型、固化而得到的一種永磁復(fù)合體。由于可以一次成型制備尺寸精確、低收縮率、薄壁及形狀復(fù)雜的大、中、小型制品，也可以方便地二次切削加工，同時(shí)有良好的抗沖擊和抗拉強(qiáng)度，因此永磁復(fù)合材料備受各國(guó)關(guān)注。在外加磁場(chǎng)作用下，使復(fù)合材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)排列有序化，可提高現(xiàn)有復(fù)合材料的多種性能，尤其是磁性能和電性能。由于成型過程中施加磁場(chǎng)，使磁性顆粒朝著與磁場(chǎng)一致的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，排列成有序的磁性顆粒鏈，樣品固化后仍保持這個(gè)狀態(tài)。每一個(gè)顆粒產(chǎn)生的磁或電性能便能直接傳遞給相連接的顆粒，從而提高了材料的磁和電性能；而磁性顆粒鏈之間彼此被粘結(jié)劑阻隔而限制了渦流效應(yīng)的產(chǎn)生，從而擴(kuò)大了復(fù)合材料在高頻條件下的應(yīng)用。此外，由于磁性顆粒對(duì)電磁波特有的磁損耗，對(duì)電磁波有很好的吸收作用，因此磁性復(fù)合材料在吸波領(lǐng)域中的應(yīng)用也是磁性功能復(fù)合材料研究熱點(diǎn)。因此，針對(duì)航空航天樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)，開展微結(jié)構(gòu)有序化聚合物基復(fù)合材料的研究是必要的。
最近，國(guó)內(nèi)專利(公開號(hào)CN 1740228A)公開了用磁場(chǎng)制備定向排列復(fù)合材料的制備方法。該方法將具有磁響應(yīng)性的顆粒(鐵粉、納米碳管等)加入到熱固性樹脂基體(環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯)中，再加入固化劑，混合均勻后倒入容器中，最后放入磁場(chǎng)中常溫固化，最后得到微粒子定向排列的復(fù)合材料。該方法制得的定向排列的鐵粉/不飽和聚酯的電阻率僅為4.5×10-3O.cm。然而，該方法制備有序微結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的方法是將復(fù)合材料放入模具中，然后再將模具置于磁場(chǎng)中常溫固化，是一種間歇式方法，因此復(fù)合材料制備效率低；而且，該方法制備的復(fù)合材料由于受模具尺寸和成本的限制，復(fù)合材料的尺寸范圍很窄。同時(shí)由于受該方法制備工藝的限制，制備的有序微結(jié)構(gòu)復(fù)合材料樹脂基體幾乎都是熱固性的，并未涉及熱塑性樹脂基復(fù)合材料的制備。本裝置不但提供了一種連續(xù)制備有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜的方法，提高了復(fù)合材料的制備效率；而且還可以根據(jù)需要制備微結(jié)構(gòu)垂直于膜平面的陣列有序化和平行于膜平面的取向有序化(膜的縱向或膜的橫向)復(fù)合材料膜，并且膜的尺寸在很大范圍內(nèi)可控。此外，本裝置還專門提供了制備熱塑性樹脂基復(fù)合材料膜的部件，實(shí)現(xiàn)了有序微結(jié)構(gòu)熱塑性樹脂基復(fù)合材料的制備，從而大大拓寬了有序微結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種磁響應(yīng)微結(jié)構(gòu)有序化的樹脂基復(fù)合材料膜的連續(xù)制備裝置。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置在技術(shù)上的不足，研制了一種能夠連續(xù)制備有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜的裝置，本裝置既可制備微結(jié)構(gòu)垂直于膜平面的陣列有序化復(fù)合材料膜，也可制備微結(jié)構(gòu)平行于膜平面的取向有序化復(fù)合材料膜；既可間歇制備，又可連續(xù)制備，并且操作簡(jiǎn)單，成型方便。
本制備裝置通過調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)底膜運(yùn)動(dòng)，首先經(jīng)過復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)，將預(yù)先配制好的復(fù)合材料涂于底膜上，然后經(jīng)過磁場(chǎng)處理系統(tǒng)，使復(fù)合材料中的微結(jié)構(gòu)有序化，并最終形成有序化微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜。本制備裝置中的微結(jié)構(gòu)包括①樹脂大分子中具有磁響應(yīng)的官能團(tuán)或鏈段、結(jié)晶結(jié)構(gòu)等；②具有磁響應(yīng)的添加微粒子除了鐵粉、鐵氧體、釹鐵硼(NbFeB)、鋱鏑鐵(Terfenol-D)等磁性顆粒外，還包括碳納米管、炭黑、碳纖維、石墨等能夠形成磁致取向的顆粒。本制備裝置可使用的樹脂基體有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚氨酯、熱固性聚酰亞胺等熱固性樹脂和聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、熱塑性聚酰亞胺等熱塑性樹脂，以及各向異性結(jié)構(gòu)的液晶材料。本裝置制備的復(fù)合材料膜尺寸范圍為寬度1mm～2000mm；厚度102nm～106nm；長(zhǎng)度可根據(jù)需要任意選擇。
本發(fā)明由張力控制系統(tǒng)(1)、復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)、磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)、加熱系統(tǒng)(4)、超低轉(zhuǎn)速直流伺服電動(dòng)機(jī)(5)和底座(6)組成。(見圖1和圖2)張力控制系統(tǒng)(1)主要包括高度可調(diào)節(jié)的張力調(diào)節(jié)筒，可調(diào)節(jié)底膜(7)所受的張力及高度，使之滿足磁場(chǎng)處理系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的高度需要。
復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)由復(fù)合材料膜厚度控制板(9)、熱固性復(fù)合材料原料流延擠出槽(10)、熱塑性復(fù)合材料原料流延擠出槽(11)、加熱片(12)、托板(13)和余料回收槽(14)組成。其中熱塑性復(fù)合材料原料流延擠出槽(11)帶有加熱套，可對(duì)原料槽進(jìn)行加熱，使復(fù)合材料熔融。加熱套和加熱片的溫控范圍為0℃～400℃。本制備裝置的涂膜系統(tǒng)根據(jù)使用的復(fù)合材料不同可分為1熱固性復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(見圖3)首先將預(yù)先按配方配制好的熱固性復(fù)合材料液體引入原料流延擠出槽(10)中，通過流延擠出將復(fù)合材料涂覆在底膜(7)上，調(diào)節(jié)厚度控制板(9)(見圖5)的高度可對(duì)復(fù)合材料膜的厚度進(jìn)行控制，使復(fù)合材料膜的厚度在102nm～106nm之間可調(diào)，多余的復(fù)合材料流入托板(13)下的余料回收槽(14)中。
2熱塑性復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(見圖4)首先將預(yù)先按配方混煉好的熱塑性復(fù)合材料顆粒引入原料流延擠出槽(11)中，通過加熱套對(duì)槽內(nèi)熱塑性復(fù)合材料加熱，使復(fù)合材料熔融，然后通過加熱片升溫，使底膜(7)的溫度達(dá)到復(fù)合材料的熔融溫度，以使涂于底膜上的復(fù)合材料仍能保持熔融狀態(tài)；通過流延擠出將復(fù)合材料涂覆在底膜(7)上，調(diào)節(jié)厚度控制板(9)(見圖5)的高度可對(duì)復(fù)合材料膜的厚度進(jìn)行控制，使復(fù)合材料膜的厚度在102nm～106nm之間可調(diào)。多余的復(fù)合材料流入托板(13)下的余料回收槽(14)中。
磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)由透明隔熱罩(15)、熱反射裝置(16)、帶控制器的加熱部件(17)、磁鐵支架(18)和磁鐵(永久磁鐵、電磁鐵或超強(qiáng)電磁鐵)(19)組成；透明隔熱罩(15)主要使磁場(chǎng)處理系統(tǒng)在相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中進(jìn)行，同時(shí)還便于觀察復(fù)合材料膜在磁場(chǎng)處理過程中的變化。熱反射裝置(16)主要是將加熱部件的熱量平行反射到復(fù)合材料膜上，使復(fù)合材料膜受熱盡量均勻。加熱部件(17)的作用與使用的復(fù)合材料有關(guān)對(duì)于熱固性復(fù)合復(fù)合材料，加熱部件主要是預(yù)固化復(fù)合材料膜，溫控范圍在30～80℃之間，將有序化的微結(jié)構(gòu)固定在復(fù)合材料基體中；對(duì)熱塑性復(fù)合材料，加熱部件的溫度保持在復(fù)合材料熔融溫度附近，延緩熔融的熱塑性復(fù)合材料的冷卻速度，以保證復(fù)合材料有足夠低的粘度，使其能夠在磁場(chǎng)中充分有序化排列。加熱部件的溫度通過電流控制器調(diào)節(jié)，可在0～400℃范圍內(nèi)控制。磁鐵(19)能夠在復(fù)合材料膜周圍產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，使復(fù)合材料中的微結(jié)構(gòu)發(fā)生有序化排列。通過不同的磁鐵(19)組合，可獲得不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向的磁鐵，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料中微結(jié)構(gòu)有序化方向和響應(yīng)時(shí)間的控制，得到微結(jié)構(gòu)垂直于膜平面的陣列有序化和平行于膜平面的取向有序化復(fù)合材料膜。圖6和圖7為復(fù)合材料膜陣列有序化磁場(chǎng)處理系統(tǒng)示意圖，圖8和圖9分別為復(fù)合材料膜縱向取向有序化和橫向取向有序化磁場(chǎng)處理系統(tǒng)示意圖。本制備裝置使用的磁鐵組合能夠提供0.1～30T的磁場(chǎng)。
加熱處理系統(tǒng)(4)(見圖7)由透明隔熱罩(15)、熱反射裝置(16)、帶有控制器的加熱部件(17)和托板(13)組成。透明隔熱罩(15)主要保持整個(gè)加熱系統(tǒng)的熱氛圍。熱反射裝置(16)主要是將加熱部件的熱量平行反射到復(fù)合材料膜上，使復(fù)合材料膜受熱盡量均勻。通過電流控制器可使加熱部件溫度在0～400℃范圍內(nèi)變化，以滿足不同復(fù)合材料制備的需要。
調(diào)速直流伺服電機(jī)(5)由直流伺服電機(jī)和控制電源組成。伺服電機(jī)(5)通過帶動(dòng)底膜(7)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)復(fù)合材料在整個(gè)裝置中的運(yùn)行。本裝置使用的調(diào)速直流伺服電機(jī)(5)轉(zhuǎn)速范圍為0～100r/min，可以很好的控制復(fù)合材料膜運(yùn)行速度，以滿足涂膜、磁場(chǎng)處理和加熱處理所需的時(shí)間。該伺服電機(jī)(5)上帶有卷取軸(8)，伺服電機(jī)(5)通過卷取軸(8)帶動(dòng)底膜運(yùn)動(dòng)，并且最終形成的復(fù)合材料膜也將卷在卷取軸上。
底膜(7)主要是承載復(fù)合材料膜，并帶動(dòng)復(fù)合材料膜通過涂膜、磁場(chǎng)處理、加熱處理，并最終成型。最終形成的復(fù)合材料膜可以直接使用，也可以脫離底膜單獨(dú)作為功能薄膜使用。底膜(7)材料包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚異丁烯膜、聚苯乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯腈膜、聚甲醛膜、聚苯醚膜、聚苯硫醚膜、聚砜膜、聚碳酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚丙烯酸甲酯膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜、熱塑性聚酰亞胺膜和熱固性聚酰亞胺膜等各種高分子薄膜，以及無機(jī)玻璃紙或無機(jī)玻璃薄片、銅或鋁等非磁性金屬膜或薄片等。
與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)。
1本發(fā)明裝置能夠連續(xù)制備有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜，克服了現(xiàn)有制備技術(shù)的不足，大大提高了制備有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜的效率。
2本發(fā)明裝置可根據(jù)需要，設(shè)計(jì)不同的磁鐵(永久磁鐵、電磁鐵或超強(qiáng)電磁鐵)組合，可制得垂直于膜平面的陣列有序化，平行于膜平面的縱向和橫向取向有序化三種有序微結(jié)構(gòu)復(fù)合材料膜，設(shè)計(jì)自由度大，而且制備的復(fù)合材料膜尺寸在很大范圍內(nèi)可調(diào)，大大增加了有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜的應(yīng)用前景。
3本發(fā)明裝置根據(jù)需要，設(shè)計(jì)了復(fù)合材料涂覆系統(tǒng)，磁場(chǎng)處理系統(tǒng)，加熱處理系統(tǒng)以及電機(jī)帶動(dòng)系統(tǒng)，各系統(tǒng)功能之間的相互協(xié)作，為順利制備有序化微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜提供了強(qiáng)有力的保證。
4本發(fā)明裝置引入了底膜，通過底膜帶動(dòng)復(fù)合材料在整個(gè)裝置中運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備微結(jié)構(gòu)有序化的復(fù)合材料膜。并且最終制得的復(fù)合材料膜可以直接使用，也可以脫離底膜單獨(dú)作為功能薄膜使用，大大的增加了制備的復(fù)合材料膜的應(yīng)用范圍。底膜材料的選擇面非常廣，包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚異丁烯膜、聚苯乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯腈膜、聚甲醛膜、聚苯醚膜、聚苯硫醚膜、聚砜膜、聚碳酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚丙烯酸甲酯膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜、熱塑性聚酰亞胺膜和熱固性聚酰亞胺膜等各種高分子薄膜，以及無機(jī)玻璃紙或無機(jī)玻璃薄片、銅或鋁等非磁性金屬膜或薄片等。
5本發(fā)明裝置根據(jù)熱固性和熱塑性復(fù)合材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了兩種涂膜系統(tǒng)及加熱處理方法，使本裝置制備材料的范圍大為增加。同時(shí)在磁場(chǎng)有序化的過程中引入了加熱裝置，縮短了復(fù)合材料，尤其是熱固性復(fù)合材料的制備時(shí)間，提高了復(fù)合材料的制備效率。
6本發(fā)明裝置操作簡(jiǎn)單、有序化效果好、成型方便。
7通過本發(fā)明裝置制備的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基功能復(fù)合材料，可在航空航天、電子信息、交通運(yùn)輸、建筑及化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)圖3為熱固性復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)圖4為熱塑性復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)圖5為涂膜系統(tǒng)中擋板截面結(jié)構(gòu)示意6為復(fù)合材料膜陣列有序化磁場(chǎng)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)圖7為復(fù)合材料陣列有序化磁場(chǎng)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)圖8為復(fù)合材料膜取向有序化(膜的縱向)磁場(chǎng)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)圖9為復(fù)合材料膜取向有序化(膜的橫向)磁場(chǎng)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)圖10為加熱處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意中1張力控制系統(tǒng)、2復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)、3磁場(chǎng)處理系統(tǒng)、4加熱處理系統(tǒng)、5調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)、6底座、7底膜、8電機(jī)卷取軸、9復(fù)合材料膜厚度控制板、10熱固性復(fù)合材料原料流延擠出槽、11熱塑性復(fù)合材料原料流延擠出槽、12加熱片、13托板、14余料回收槽、15透明隔熱罩、16熱反射裝置、17溫度可控的加熱管、18磁鐵支架、19磁鐵(永久磁鐵、電磁鐵或超強(qiáng)電磁鐵)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將鐵氧體∶環(huán)氧樹脂∶四乙烯五胺(固化劑)按質(zhì)量比1∶10∶2稱量，混合，然后超聲波分散，真空除氣，得到鐵氧體/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料液體。將該液體引入涂膜系統(tǒng)中的熱固性復(fù)合材料原料流延擠出槽中，將復(fù)合材料擠出涂覆到底膜上。開動(dòng)直流伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)速2r/min，電機(jī)帶動(dòng)底膜運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)厚度控制板高度，控制復(fù)合材料膜的厚度。復(fù)合材料進(jìn)入磁場(chǎng)處理系統(tǒng)時(shí)，用加熱管加熱，加熱管溫度控制在40℃左右，使鐵氧體在有序化的過程中，環(huán)氧樹脂逐漸預(yù)固化。在復(fù)合材料在從磁場(chǎng)出來時(shí)，環(huán)氧樹脂交聯(lián)的程度足以使有序化的鐵氧體固定在其中。然后復(fù)合材料進(jìn)入加熱處理系統(tǒng)，加熱管溫度控制在80℃左右，使環(huán)氧樹脂完全固化，并最終形成固體的復(fù)合材料膜。最后復(fù)合材料膜卷在伺服電機(jī)的卷取軸上。圖11～圖13為鐵氧體/環(huán)氧復(fù)合材料膜在不同磁場(chǎng)方向下的有序化光學(xué)顯微照片。
實(shí)施例2將5g聚合度為1750的聚乙烯醇(PVA)在85℃溶解在50ml水中，加入1g鐵氧體，攪拌，然后將復(fù)合材料溶液轉(zhuǎn)移到溫度為85℃的熱塑性原料流延擠出槽中，此時(shí)將加熱片加熱至85℃，然后將復(fù)合材料擠出涂覆到底膜上，開動(dòng)直流伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)速2r/min，電機(jī)帶動(dòng)底膜運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)厚度控制板高度，控制復(fù)合材料膜的厚度。復(fù)合材料進(jìn)入磁場(chǎng)處理系統(tǒng)時(shí)，用加熱管加熱干燥，溫度控制在60℃左右，使復(fù)合材料仍保證一定的流動(dòng)性，以便鐵氧體在磁場(chǎng)系統(tǒng)中很好的有序化。在復(fù)合材料在從磁場(chǎng)出來后，在常溫下冷卻干燥，使有序化的鐵氧體固定在其中。最后復(fù)合材料膜卷在伺服電機(jī)的卷取軸上。
權(quán)利要求
1.一種有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于該裝置含有張力控制系統(tǒng)(1)、復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)、磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)、溫控加熱處理系統(tǒng)(4)、調(diào)速直流伺服電機(jī)(5)和底座(6)，各系統(tǒng)依次順序固定在底座(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于張力控制系統(tǒng)(1)主要包括高度可調(diào)的張力調(diào)節(jié)筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)由復(fù)合材料膜厚度控制板(9)、熱固性復(fù)合材料原料流延擠出槽(10)、熱塑性復(fù)合材料原料流延擠出槽(11)、加熱片(12)、托板(13)和余料回收槽(14)組成；其中熱塑性復(fù)合材料原料流延擠出槽(11)帶有加熱套，可對(duì)槽內(nèi)復(fù)合材料進(jìn)行加熱，使復(fù)合材料熔融；加熱套和加熱片的溫控范圍為0℃～400℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)由透明隔熱罩(15)、熱反射裝置(16)、帶控制器的加熱部件(17)、磁鐵支架(18)和磁鐵(永久磁鐵、電磁鐵或超強(qiáng)電磁鐵)(19)組成；加熱部件(17)的溫度通過電流控制器調(diào)節(jié)，可在0～400℃范圍內(nèi)變化；通過不同的磁鐵(19)組合，可獲得不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向的磁鐵，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料中微結(jié)構(gòu)有序化方向和響應(yīng)時(shí)間的控制，得到微結(jié)構(gòu)垂直于膜平面的陣列有序化和平行于膜平面的取向(膜的縱向或膜的橫向)排列的有序化復(fù)合材料膜。磁鐵(19)組合提供的磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍為0.1T～30T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于加熱處理系統(tǒng)(4)由透明隔熱罩(15)、熱反射裝置(16)、帶控制器的加熱部件(17)和托板(13)組成；加熱部件(17)的溫度通過電流控制器調(diào)節(jié)，可在0～400℃范圍內(nèi)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于調(diào)速直流伺服電機(jī)(5)由直流伺服電機(jī)和控制電源組成，并帶有卷取軸(8)；伺服電機(jī)(5)轉(zhuǎn)速范圍為0～100r/min；伺服電機(jī)(5)通過卷取軸(8)帶動(dòng)復(fù)合材料膜運(yùn)動(dòng)，控制復(fù)合材料膜的運(yùn)動(dòng)速度，從而控制復(fù)合材料的涂膜、磁場(chǎng)處理和加熱處理時(shí)間，最終形成的復(fù)合材料膜也將卷在卷取軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置，其特征在于將復(fù)合材料涂于底膜(7)上，通過底膜帶動(dòng)其在磁場(chǎng)中形成有序化結(jié)構(gòu)，并固化(或冷卻)成型，最終形成的復(fù)合材料膜可以直接使用，也可以脫離底膜單獨(dú)作為功能薄膜使用；底膜(7)材料包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚異丁烯膜、聚苯乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯腈膜、聚甲醛膜、聚苯醚膜、聚苯硫醚膜、聚砜膜、聚碳酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚丙烯酸甲酯膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜、熱塑性聚酰亞胺膜和熱固性聚酰亞胺膜等各種高分子薄膜，以及無機(jī)玻璃紙或無機(jī)玻璃薄片、銅或鋁等非磁性金屬膜或薄片等。
全文摘要
本發(fā)明是一種有序微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備裝置。由張力控制系統(tǒng)(1)、復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)、磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)、加熱處理系統(tǒng)(4)、調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)(5)和底座(6)等部分組成，各系統(tǒng)依次順序固定在底座(6)上本裝置通過調(diào)速直流伺服電機(jī)(5)帶動(dòng)底膜(7)運(yùn)動(dòng)，首先經(jīng)過復(fù)合材料涂膜系統(tǒng)(2)，將預(yù)先配制好的樹脂基復(fù)合材料液體或熔體涂于底膜上，然后經(jīng)過磁場(chǎng)處理系統(tǒng)(3)，使復(fù)合材料中的微結(jié)構(gòu)有序化，并在磁場(chǎng)處理過程中加熱使復(fù)合材料預(yù)固化，最后經(jīng)過加熱處理系統(tǒng)，使復(fù)合材料完全固化，最終形成有序化微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料。本裝置用于連續(xù)制備磁響應(yīng)微結(jié)構(gòu)有序化的樹脂基復(fù)合材料膜。其中，有序化包括垂直于膜平面的陣列有序化和平行于膜平面的取向(膜的縱向和膜的橫向)排列的有序化；微結(jié)構(gòu)包括樹脂大分子中的官能團(tuán)或鏈段、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、添加微粒子等。與現(xiàn)有的有序化微結(jié)構(gòu)樹脂基復(fù)合材料膜制備方法相比，本裝置的特點(diǎn)是既可制備微結(jié)構(gòu)垂直于膜平面的陣列有序化復(fù)合材料膜，也可制備微結(jié)構(gòu)平行于膜平面的取向有序化復(fù)合材料膜；既可間歇制備，又可連續(xù)制備，并且操作簡(jiǎn)單，膜成型方便。
文檔編號(hào)B29C41/46GK1899795SQ20061008882
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者詹茂盛, 王鵬翔, 木村恒久 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)