多阶段加压和脱气程序是芳纶纤维增强环氧树脂 (AF/EP) 层压板结构完整性的最终保障。通过在初始固化循环期间交替施加和释放压力（例如 1 MPa），这种特定技术可以机械地排出树脂基体和纤维层中捕获的微气泡和残留挥发物。
核心要点 该程序的主要功能是彻底消除内部空隙缺陷。通过在树脂完全固化之前清除气体和挥发物，可以防止应力集中的形成，否则这些应力集中会导致材料在高温使用或机械载荷下失效。
程序机制
循环加压
该过程不依赖于静态力；它采用多阶段、循环的方法。
在加热压机中的初始固化循环期间，以受控的节奏施加压力然后释放压力。
排出微气泡
这种振荡的主要目标是微气泡。
这些气泡在预浸料铺层过程中自然地被捕获在纤维层之间。压力循环有效地将这些捕获的气体团“泵”出层压板堆叠。
去除残留挥发物
除了捕获的空气外，树脂本身可能含有在加热过程中会释气的残留挥发物。
压力释放阶段为这些化学副产物提供了逃离基体的途径，防止它们在硬化的复合材料中形成永久性孔隙。
为什么脱气决定性能
消除内部空隙
该程序的直接物理结果是得到一个没有内部空隙缺陷的层压板。
空隙本质上是材料结构中的一个孔洞；通过确保树脂完全填充纤维之间的空间，材料实现了最大的密度和连续性。
防止应力集中
脱气的长期价值在于防止应力集中点。
在机械载荷下，空隙充当应力的焦点，显著降低断裂或分层的阈值。
确保高温可靠性
空隙在高温使用期间尤其危险。
捕获的气体在加热时会膨胀，产生内部压力，可能从内部破坏材料。该程序完全消除了这种风险。
避免常见陷阱
静态压力的风险
一个常见的错误是假设恒定的高压本身就能抑制空隙。
如果没有压力释放阶段，气体可能会被压缩但仍被困在基体中，稍后才会重新膨胀或形成缺陷。需要循环释放才能让气体物理上排出系统。
低估初始循环
该程序必须在初始固化循环期间进行。
一旦环氧树脂开始凝胶或显著交联，粘度就会变得太高，无法让气泡迁移，从而将任何剩余的缺陷永久地锁定在结构中。
为您的目标做出正确选择
为确保您的 AF/EP 层压板满足其性能要求，请考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是高温使用：确保脱气循环足以去除所有挥发物，因为捕获气体的热膨胀是该环境中主要的失效模式。
- 如果您的主要重点是承载机械载荷：优先考虑加压的循环性质，以消除微气泡，这些微气泡在应力下会成为裂纹萌生点。
AF/EP 复合材料的完整性不仅取决于纤维本身，还取决于成功去除纤维之间空隙的程度。
总结表：
| 工艺要素 | 操作 | 益处 |
|---|---|---|
| 循环加压 | 有节奏地施加和释放（例如，1 MPa） | 机械排出捕获的空气和微气泡 |
| 脱气阶段 | 在初始加热过程中去除残留挥发物 | 防止基体内的化学副产物孔隙 |
| 空隙消除 | 彻底清除内部气穴 | 最大限度地减少应力集中和裂纹萌生 |
| 热稳定性 | 防止内部气体膨胀 | 确保高温使用期间的可靠性 |
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参考文献
- Yunxian Yang, Guangyan Huang. Preparation of a cyclotriphosphazene microsphere bearing a phosphaphenanthrene structure towards fire-safety and mechanical enhancement for epoxy and its aramid fiber composite. DOI: 10.1039/d3ma01074k
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
