[实用新型]用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具

说明书

本实用新型属于复合材料加工技术领域，特别涉及一种用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具，该拉挤模具包括顺序连接的纱团放置架、浸胶装置、预成型装置、预热装置、二次成型装置、缠绕装置、高温固化成型装置、冷却装置、牵引装置以及切割装置；预成型装置用于将浸渍树脂的成阵列分布的纤维束挤压形成阵列的混杂纤维次杆；预热装置用于对预成型装置输出的混杂纤维次杆进行加热处理，入口与所述预成型装置通过刮胶装置连接，出口与所述二次成型装置通过刮胶装置连接；二次成型装置用于将预热后的多根混杂纤维次杆挤压形成一根主杆。本实用新型能够解决生产HFRP杆时低应变纤维不能按照预设方式均匀分散在HFRP杆横截面上的问题。

技术领域

本实用新型属于复合材料加工技术领域，特别涉及一种用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具。

背景技术

钢筋、锚杆和钢绞线等在工程领域的应用非常广泛，比如钢筋作为增强材料与混凝土结合使用，极大的提高了钢筋混凝土的整体性能，但钢筋的锈蚀很大程度上影响钢筋混凝土受力构件的力学性能或结构的耐久性，往往是还在服役期限内的结构或构件提前退出正常使用极限状态，像钢筋锈蚀这种情况，锚杆和钢绞线在工程实践中也是屡见不鲜。

纤维增强聚合物(FRP)材料作为一种新型复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳且可塑性强等优点，因此，用FRP筋、FRP锚杆和FRP绞线等来取代钢筋、锚杆和钢绞线是一种非常有效的方法。

而在工程实践应用中对FRP杆(包括FRP筋、FRP锚杆和FRP绞线)的力学性能要求非常严格，例如FRP杆的延性，即FRP杆在破坏前要有明显的塑性变形和破坏预兆。但是，单纤维增强聚合物材料拉伸时的破坏类型以脆性破坏为主，即破坏前没有发生塑性变形和给出明显预警。而混杂纤维增强聚合物 (Hybrid Fiber Reinforced Polymer，简称HFRP)可以解决这一问题，HFRP是指用两种或者两种以上的长纤维作为增强相加入以树脂为基体的材料中，通过各种成型方法高温固化而形成的一种新型材料，常用的纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、长合成纤维和钢绞线等，常用的树脂包括环氧树脂、乙烯树脂和不饱和聚酯树脂等，常用的纤维混杂方式包括层内混杂和层间混杂，以HFRP层压板为例，层内混杂是指在同一薄层中含有多种纤维，层间混杂是指单层中只含有一种纤维而相邻层中纤维的种类不同。

以现有的纤维生产技术来说，在同一纤维丝束中同时包括多种纤维是无法实现的，因此市场上存在的纤维多以单种纤维丝束的形式存在，而不同型号纤维的单个丝束中纤维单丝的数量也不等，以碳纤维为例单个丝束中碳纤维单丝的数量有1K、3K、6K、12K、24K和48K等。所以纤维的存在形式决定了生产混杂HFRP杆时纤维在其截面上的分布方式。以生产混杂HFRP杆为例，低应变纤维束(以碳纤维为主)常常以分散的方式均匀的分布在HFRP杆的横截面上或居中分布。

HFRP杆的制备以拉挤技术为主，而起挤压作用的现有模具并不能把低应变纤维束按着预设的方式均匀的分散在HFRP杆的横截面上，常常会出现聚集现象。而低应变纤维束在横截面上的分散程度决定了HFRP杆力学性能的优越程度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具，能够解决生产HFRP杆时低应变纤维不能按照预设方式均匀分散在HFRP杆横截面上的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型提供了一种用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具，包括顺序连接的纱团放置架、浸胶装置、预成型装置、预热装置、二次成型装置、缠绕装置、高温固化成型装置、冷却装置、牵引装置以及切割装置；

预成型装置，用于将浸渍树脂的成阵列分布的纤维束挤压形成阵列的混杂纤维次杆，包括预成型模具，在所述预成型模具的入口端面上阵列有多个挤纱孔，出口端面上设置有与挤纱孔数量相等的混杂纤维次杆出口；