臺灣博碩士論文加值系統

本論文是以熱塑性工程塑膠 PBT乾燥粉末來預浸碳纖維，以連續式的方法
製備預浸材。首先使未上漿的碳纖維束通過纖維展開器，盡量將其均勻而
穩定展開至最佳寬度；然後利用流體化床將 PBT粉末流體化來包覆碳纖維
；預浸後的纖維束直接進入加熱器內把粉末熔融，最後捲取之。此一製程
目的乃旨在克服一般在製作熱塑性複合材料時，因樹脂黏度過高，致使預
浸時纖維樹脂濕潤不佳的弊病。我們改變製程中喂料的孔徑和纖維線速度
來控制纖維含有率，並以熱壓成型的方法製作單方向積層板，以空孔含有
率來評估固化週期的三個變因：時間、溫度與壓力；以求得本系統適當的
固化週期。由實驗結果顯示，12K 的碳纖維束，可穩定展開至 60 mm，我
們由不斷的實驗測試發現，除了壓力降和纖維張力外，展開器的厚度也是
影響展開寬度的重要因素，其厚度應低於150 mm。而由我們所自行設計的
粉末包覆系統，則已成功的應用在生產線上，預浸束的纖維體積含有率，
則可控制在20 ％∼60 ％之間，符合一般商業上對預浸材的需求；而且由
光學顯微鏡的觀察顯示 PBT粉末在纖維束內分佈均勻。由自行生產的預浸
束經熱壓後，因粉末預浸的效果良好，故其單向基層板的空孔含有率均低
於4 ％以下，我們建議適當的固化週期為：加壓壓力 5MPa、持溫溫度
260℃ 、持溫時間 15 分鐘。

A continuous powder coating of the fiber tow was under- taken
in this study. The fiber content in the impregnated tow was
controlled by the line speed and the opening of the feeding
orifice. The UD laminae were fabricated by a hot press. The
variables of consolidation cycle were evaluated by the
applied pressure, temperature and dwell time with respect to
the void content of the laminate. The result showed that, the
thickness of spreader was the critical parameter for fiber
spreading along with the fiber tension and pressure drop,
maximum spreading width of fiber tow was 60 mm, the range of
fiber volume fraction could be controlled varying from
20 ％ to 60 ％, an excellent molten PBT powder distribution
was obtained from the towpreg. The optimum consolidation cycle
is : applied pressure: 5 MPa, applied temperature: 260 ℃ and
dwell time is 15 minutes.