在航空航天、新能源汽车追求极致轻量化的今天，材料是决定性能边界的关键。传统热固性复合材料因其难以回收，正逐渐将舞台中心让与一种更具潜力的替代者——连续纤维增强高性能热塑性复合材料（CF/TPCs）。它集高强度、高韧性、可回收、成型快等优势于一身，而这一切卓越性能的起点，都源于其核心中间体——预浸料的制备。制备预浸料，本质上是如何让高黏度的热塑性树脂均匀、充分地浸润每一根连续纤维的挑战。下面，我们将带您全景扫描五大主流制备工艺。

    一、五大核心工艺，谁主沉浮？

    1.熔融浸渍法：力量派的“正面攻坚”

    作为最成熟的工艺路径，熔融浸渍法采用“高温+高压”的思路，将树脂熔融后直接强制浸渍纤维。

    在典型工艺流程中，连续纤维束从纱架引出并经过展丝装置充分展开后，以恒定速率被牵引至密闭浸渍模具内，热塑性树脂通过双螺杆挤出机熔融塑化并与纤维形成固-液接触界面。

    图1熔融浸渍法工艺流程

    ·优势：无溶剂、绿色环保，连续化生产能力最强。

    ·挑战：能耗极高，高温环境易损伤纤维，对设备和要求极为苛刻。

    2.溶液浸渍法：技巧派的“迂回渗透”

    此法将树脂溶解于有机溶剂中，配置成低黏度溶液，利用其良好流动性实现纤维的低温、均匀浸渍。

    连续纤维通过展丝装置展开，并以特定的牵引速度进入溶液槽，在此过程中，低黏度树脂通过毛细作用渗透至纤维束内部。

    图2溶液浸渍法工艺流程

    ·优势：浸渍质量高，能耗低，设备相对简单。

    ·挑战：溶剂易残留形成孔隙，回收处理成本高。

    3.粉末浸渍法：新锐派的“绿色捷径”

    该工艺将树脂制成微米级粉末，通过干法或湿法使其附着于纤维表面，再经热压成型，巧妙避开了高黏度和溶剂难题。

    湿法粉末浸渍是将树脂粉末分散于水性分散介质中形成粉末悬浮液，纤维束经展纱后被牵引入浆液槽完成浸渍。

    图3湿法粉末浸渍法工艺流程

    4.干法浸渍法：通过喷洒或吸附技术直接将树脂粉末覆盖于纤维表面。

    图4干法粉末浸渍法工艺流程

    ·优势：能耗低、无溶剂、环保性突出。

    ·挑战：粉末粒径控制要求极为严格，浆料稳定性或粉尘控制是难点。

    5.混编模压法与薄膜叠层法：定制派的“精工细作”

    这两种方法更侧重于对复杂结构件的“量身定制”。

    ·混编模压法：先将树脂制成纤维，与增强纤维（如碳纤维）混编成织物，再热压成型，实现树脂的精准定位。

    ·薄膜叠层法：将树脂薄膜与纤维织物交替铺层后热压，非常适合制作层压板。

    ·优势：树脂含量控制精度高，制品尺寸稳定性好。

    ·挑战：混编可能导致纤维损伤；薄膜法则对成型压力与温度要求高，易浸润不均。

    二、前沿突破：智能与绿色并驾齐驱

    面对挑战，技术创新从未止步。当前研究正围绕“更优界面”、“更绿工艺”、“更智能生产”三大方向展开：

    ·界面强化：通过在树脂中添加纳米SiO₂等颗粒，形成“锚定”效应，可使层间剪切强度提升高达16%。

    ·工艺优化与建模：研究人员通过构建精密理论模型，将孔隙率的预测误差控制在1%以内，实现了对工艺的精准指导。

    ·绿色溶剂开发：针对尼龙等树脂，开发出低毒、低成本的氯化钙/甲醇新型溶剂体系，为溶液法注入了新的活力。

    三、未来展望：迈向规模化与智能化

    未来，CF/TPCs的发展将聚焦于四大关键方向，推动材料从实验室走向广阔的产业化应用：

    1.界面改性新突破：开发多尺度、多机制的协同改性技术，从根本上解决界面结合难题。

    2.工艺绿色化升级：优化湿法粉末浸渍等环保工艺，开发节能型熔融技术，降低全生命周期能耗与排放。

    3.智能制造深度融合：利用机器视觉、AI算法实现工艺参数的实时监控与自适应调整，确保产品质量的极致稳定。

    4.标准体系构建：建立统一的标准与数据库，打通材料-工艺-性能的链条，大幅缩短研发周期。

    [1]盛哲,盛文思,金美汐,等.连续纤维增强高性能热塑性预浸料制备工艺研究进展[J/OL].棉纺织技术,1-8[2025-12-10].

    https://doi.org/10.26967/j.issn1000-7415.202507023.