塑化步骤是关键的预处理阶段，在此阶段，复合材料的物理状态在化学硬化开始前得到优化。在实验室液压机中，这包括在受控条件下（通常约为 90°C 和 6 bar 压力）对预浸料进行处理，以在不引发最终固化的情况下达到所需的流动性。
核心要点 塑化步骤是一个物理调理阶段，优先考虑流动而非反应。其主要目标是充分液化树脂，以排出捕获的空气并确保均匀分布，从而建立后续高强度交联反应成功所需的无缺陷“物理基础”。
塑化阶段的力学原理
要理解此步骤的具体目的，必须超越简单的加热。这是温度和压力之间精确的平衡，以改变材料的粘度。
达到合适的流动性
主要参考资料表明，此步骤旨在使预浸料在相对较低的温度下具有流动性。
通过将材料保持在约 90°C，液压机降低了树脂基体的粘度。这使得材料能够轻松流动，这对于后续步骤至关重要。
排除残留空气
对复合材料结构完整性构成最大威胁的因素之一是孔隙率（捕获的气泡）。
在塑化过程中，6 bar 压力的施加起到了驱动作用。随着树脂变得具有流动性，该压力将残留空气从基体中排出，压实层并最大限度地减少内部空隙。
建立物理基础
塑化步骤的目的不是固化材料，而是为后续的固化准备几何形状和内部结构。
均匀的树脂分布
在材料硬化之前，树脂必须作为一种连续相，完全包裹纤维。
液压机确保流化的树脂均匀分布在模具或层压板中。这可以防止出现“富树脂”或“缺树脂”区域，这些区域会导致最终部件出现薄弱点。
为交联做准备
主要参考资料将此步骤描述为建立一个“良好的物理基础”。
如果材料在含有气穴或树脂不均匀的情况下进入高强度交联阶段（固化），这些缺陷将永久存在。塑化确保在化学“锁定”发生之前物理排列是完美的。
理解权衡
虽然塑化至关重要，但它引入了必须严格控制的变量，以避免损害样品。
过早固化的风险
温度必须足够高以诱导流动，但又必须足够低以防止化学反应过早加速。
如果在塑化过程中温度过高，树脂可能在完全浸润纤维或排出空气之前就开始凝胶或交联。这会导致复合材料变脆、多孔。
压力校准
施加压力对于去除空气是必要的，但在该流体阶段施加过大的压力可能会适得其反。
如果当树脂高度流体时压力显著超过建议的 6 bar，可能会导致过度的“渗出”，即过多的树脂从纤维毡中挤出，从而改变纤维与树脂的比例。
为您的目标做出正确选择
塑化步骤不是被动的等待期，而是一个主动的结构组织过程。
- 如果您的主要重点是结构完整性：优先考虑施加压力的持续时间，以确保最大限度地排出空气，因为空隙是导致机械故障的主要原因。
- 如果您的主要重点是化学一致性：严格监控温度（保持在 90°C 附近），以确保您仅改变粘度，而不是过早开始化学交联反应。
掌握塑化步骤可确保您的复合材料在化学固化之前具有良好的物理性能。
总结表：
| 特征 | 参数 | 主要目标 |
|---|---|---|
| 温度 | ~90°C | 降低树脂粘度以实现流动 |
| 压力 | ~6 Bar | 排出捕获的空气并压实层 |
| 材料状态 | 流化 | 建立均匀的树脂分布 |
| 目标 | 物理基础 | 在化学交联前防止空隙 |
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参考文献
- Angelika Plota-Pietrzak, Anna Masek. Influence of a Biofiller, Polylactide, on the General Characteristics of Epoxy-Based Materials. DOI: 10.3390/ma17051069
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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