塞尺垫片在 Vitrimer 复合材料的再固化过程中充当精确的机械限位器。它们放置在热压模具的边缘，物理上将压板的移动限制在与复合材料初始厚度精确匹配的特定深度。这可以防止热软化的样品在负载下被压碎，确保内部纤维结构保持完整。
虽然液压对于激活 Vitrimer 的自修复机制至关重要，但在橡胶态阶段不受控制的压缩会永久损坏层压板。塞尺垫片充当“硬停止”，确保压力促进修复，同时不影响零件的几何形状或纤维排列。
结构保护的力学原理
“橡胶态”的脆弱性
要修复 Vitrimer 复合材料，必须将材料加热到其拓扑冻结转变温度 (Tv) 以上。
根据实验室标准，这一热处理步骤将刚性聚合物基体转变为可塑的橡胶态。虽然这种状态对于允许动态共价键交换和裂缝闭合是必需的，但它会显著降低材料的机械刚度。
防止纤维位移
没有垫片，在软化的基体上施加标准修复压力（例如 5 kN）会导致树脂不受控制地流动。
这种流动会将增强纤维挤出位置，导致错位。垫片通过限制压缩水平来防止这种情况，确保基体在纤维周围固化，而不是将纤维带走。
保持尺寸稳定性
再固化过程的最终目标是在不改变零件形状的情况下恢复性能。
通过将垫片厚度与原始样品精确匹配，您可以为修复创建一个固定的体积。这保证了最终固化的零件保持与原始层压板完全相同的厚度和平面度。
关键的权衡和精度
厚度不匹配的风险
这种保护措施的有效性完全取决于垫片选择的精度。
如果垫片比样品稍薄，压机将在接触限位器之前过度压缩层压板，从而有压碎纤维的风险。
平衡压力和接触
相反，如果垫片太厚，压板可能会跨过垫片，而未能在复合材料表面施加足够的压力。
需要足够的压力来促进损伤界面处的链段重组。垫片必须尺寸合适，以便施加接触压力，同时又不允许压缩变形。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高修复过程的有效性，请将您的垫片选择与您的具体技术目标保持一致：
- 如果您的主要关注点是纤维完整性：选择厚度与样品厚度高度匹配的垫片，以防止软化的基体流动并扭曲增强织物。
- 如果您的主要关注点是表面光洁度：确保垫片完全平整且清洁，以防止压板接触不均匀，从而可能在加热的复合材料上留下不规则的印记。
通过将塞尺垫片用作关键的校准工具，而不是简单的间隔件，您可以将必要的固化压力与破坏性的压碎力分离开来。
总结表：
| 特征 | 塞尺垫片的作用 |
|---|---|
| 主要功能 | 充当压板的机械“硬停止” |
| 结构优势 | 防止橡胶态下的纤维位移和树脂流动 |
| 尺寸控制 | 确保样品保持原始厚度和平面度 |
| 压力调节 | 将固化压力与破坏性压缩力分离开来 |
| 关键精度 | 垫片厚度必须严格匹配初始层压板厚度 |
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参考文献
- Bharath Ravindran, Michael Feuchter. Impact Characteristics and Repair Approaches of Distinct Bio-Based Matrix Composites: A Comparative Analysis. DOI: 10.3390/jcs8040126
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
