[发明专利]一种溶液悬浮装置及制备竹纤维玻璃纤维网预制体的方法

说明书

本发明提供了一种溶液悬浮装置，包括水浴装置、盖子和漏筛，水浴装置内设置有超声波装置和上下振动装置，水浴装置分别与溶液收集罐、真空泵连接，真空泵与溶液收集罐连接，还提供了制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，竹纤维分选后，将竹纤维与玻璃纤维网分层铺装，在溶液悬浮装置中开启超声波装置和上下振动装置，使纤维预成型体的互穿分散，碱溶液表面处理后，负压抽滤成型，干燥后得到VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体。本发明方法实现了竹纤维均匀分散，提高竹纤维与玻璃纤维结合的同时又实现了竹纤维表面处理，预处理溶液循环利用，提高竹纤维复合材料应用领域。

技术领域

本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种溶液悬浮装置及制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法。

背景技术

目前，以碳纤维、玻璃纤维为代表的高性能纤维在航空航天、交通和风电等领域得到了广泛的运用，然而人造纤维材料对于石油能源的消耗和对环境的污染，致使人们在一些应用领域开始使用绿色环保的植物纤维代替人造纤维来作为纤维复合材料的增强相。素有“天然玻璃纤维”之称的竹纤维以其强度高、刚度高、成本低等特点成为了植物纤维增强复合材料的首选。

VARTM(真空辅助树脂传递模塑成型)作为新兴复合材料成型技术，因操作简单便捷、模具可设计、制品质量优异、产品尺寸不受限制等诸多优点成为了纤维复合材料成型工艺发展的主要方向。然而VARTM制备纤维复合材料的一个关键步骤是纤维预制体的制备，目前纤维预制体制备常采用手工铺装、针刺工艺、纺织工艺等方法制备，手工铺装方便快捷，但往往会因为操作人员技术与熟练度导致纤维无法均匀分散；针刺工艺和纺织工艺都属于物理机械加工，两者虽能制备出的尺寸稳定性良好的纤维预制体，但是机械加工容易对植物纤维造成一定程度的损失，从而使纤维复合材料强度下降，使用寿命降低，并且工艺复杂提高了植物纤维复合材料生产成本。

植物纤维相较人造纤维虽然绿色环保、资源丰富，但是VARTM制备纤维复合材料单纯使用植物纤维作为增强相，往往无法满足一些应用领域的高性能的需求。所以需要将植物纤维应用在复合材料应用中，如何提高复合材料的竹纤维中的分层问题是影响复合材料性能的一大重要因素，所以要提高复合材料的增强相的结合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种溶液悬浮装置及制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，该方法实现了竹纤维均匀分散，提高竹纤维与玻璃纤维结合的同时又实现了竹纤维表面处理，预处理溶液循环利用，简化VARTM制备纤维复合材料过程中的工艺步骤，提高竹纤维复合材料应用领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种溶液悬浮装置，包括上端开口的水浴装置，所述水浴装置的上端开口处活动设置有用于密封的盖子，所述水浴装置的上端开口处活动设置有漏筛，所述漏筛包括漏网和与所述漏网固定连接的一对提手，所述水浴装置一对内壁上设置有放置所述漏网的平台，所述平台配合支撑所述提手，所述水浴装置的底部和一对侧壁内壁上均设置有超声波装置，所述水浴装置的底部设置有上下振动装置，所述水浴装置通过溶液输送管与溶液收集罐连接，所述溶液输送管的两端均设置有溶液输送阀门，所述水浴装置通过真空泵第一输出管与真空泵连接，并且在所述真空泵第一输出管的水浴装置端设置第一真空阀门，所述真空泵与所述溶液收集罐通过真空泵第二输出管连接，并且在所述真空泵第二输出管的溶液收集罐端设置第二真空阀门。

优选地，所述漏网的孔径为0.425mm。

本发明还提供了用上述的溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，该方法为：

S1、竹纤维分选：去除竹原纤维中成团、未分散开的竹纤维，得到待处理竹纤维；