热塑性碳纤维/尼龙6复合材料界面优化及零件快速成型工艺研究

碳纤维复合材料具有质轻高强等优势，是绝佳的轻量化材料，但汽车常用的碳纤维复合材料以环氧树脂等热固性树脂为基体，大规模应用会面临不易回收的难题。热塑性碳纤维复合材料具有易回收的优势，但其如何提升碳纤维与热塑性树脂的界面结合力及零件成型效率是行业难题。本文以热塑性碳纤维/尼龙6复合材料为研究对象，针对商品化碳纤维/尼龙6界面相容性差的问题，创新设计一种新型的可溶性共聚酰胺上浆剂，将碳纤维/尼龙6的界面强度提升74.2%，显著提升了碳纤维/尼龙6的综合性能。同时，优化预浸料制备和连续模压成型的工艺参数，将碳纤维顶盖横梁的模压生产效率提升至3.4 min/件，满足汽车行业大批量产节拍要求。同时，碳纤维/尼龙6顶盖横梁具有极高的弯曲强度和模量，与钢制件相比轻量率达68.8%。综上，本文为热塑性碳纤维复合材料（易回收）在汽车上的批量化应用提供了创新解决方案。