[发明专利]基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法

权利要求书

1.一种基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：利用基于形状记忆聚合物材料的模具制造纤维复合材料帽型筋模具，所述制造方法通过以下步骤实现：

步骤一、形状记忆聚合物材料智能模具成型过程：

步骤一一、综合所述智能模具的使用温度范围以及所受外界驱动因素、所述智能模具的力学性能、所用成型方法对所述智能模具的影响程度，确定制作所述智能模具所用的形状记忆聚合物的种类；

步骤一二、按照所述智能模具使用过程中力学性能要求确定所用纤维增强相的比例；

步骤一三、按照所选定种类的形状记忆聚合物确定所述智能模具的制备工艺和固化方式；

步骤一四、在固化用的特定模具上确定成型工艺，将形状记忆聚合物材料以及纤维增强相固化形成具有纤维复合材料帽型筋形状及物理参数的所述智能模具；

步骤一五、将经固化得到的所述智能模具与固化用的特定模具脱离，得到基于形状记忆聚合物材料的智能模具；

步骤二、碳纤维复合材料帽型筋成型过程：

步骤二一、在所述智能模具上进行碳纤维层合板的固化成型过程；

步骤二二、待在所述智能模具上固化的碳纤维层合板充分固化后，通过对所述智能模具加热，使其刚度改变，并对所述模具施加载荷，使其形状改变，则所述智能模具的横截面的各个棱的宽度均小于固化于其上的纤维层合板的横截面的各个棱的宽度；

步骤二三、将在所述智能模具上固化的纤维层合板与所述模具脱模；

步骤二四、再次对所述智能模具施以形状复原所需的外界驱动因素，使其恢复初始形状；待下一次使用。

2.根据权利要求1所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤一一所述的外界驱动因素包括热、溶液、PH值、电、磁、电磁和光以及两种或两种以上的上述因素的协同作用。

3.根据权利要求1或2所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤一一所述形状记忆聚合物材料智能模具所选用材料具有：记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地固化和软化的可逆相的形状记忆效应，则所述形状记忆聚合物材料智能模具具有形状恢复的智能性，所述形状记忆聚合物材料智能模具所选用材料具体为形状记忆聚氨酯树脂、聚氨酯类形状记忆聚合物、异氰酸酯类形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物、环氧类热塑性形状记忆聚合物或环氧类热固性形状记忆聚合物中的一种。

4.根据权利要求3所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤一二所述纤维增强相采用石墨纤维、碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维和以上纤维织物及硼纤维、碳化硅纤维、碳粉、炭黑、碳纳米管中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤一二所述纤维增强相材料采用两种或两种以上时，不同纤维增强相材料之间为任意比例。

6.根据权利要求1、2、4或5所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤二一所述固化成型过程为手糊、模压、热压、真空袋压、拉挤、缠绕和连续缠管工艺方法。

7.根据权利要求5所述基于形状记忆聚合物的纤维复合材料帽型筋模具的制备方法，其特征在于：步骤四所述的环氧树脂在形状记忆聚合物模具上固化时，采用常温固化或高温固化方式进行；其中，常温为室内23-27℃，高温是指370℃左右。