自動鋪放成型熱塑性復合材料的非等溫結(jié)晶動力學研究

， ，，， ，

(南京航空航天大學 材料科學與技術(shù)學院，南京 210016)

纖維增強熱塑性復合材料與自動鋪放相結(jié)合，采用“原位固結(jié)”技術(shù)，與傳統(tǒng)“熱壓罐”技術(shù)相比，預(yù)浸料鋪層沒有預(yù)成型階段，直接一次成型[1-3]，因此成型過程中的冷卻速率、冷卻時間對自動鋪放成型后復合材料基體的結(jié)構(gòu)和性能有著顯著影響，進而對整體復合材料構(gòu)件的性能產(chǎn)生顯著影響[4]。用于自動鋪放的熱塑性預(yù)浸料樹脂基體材料，通常為結(jié)晶性聚合物，這類聚合物的強度、韌性、使用溫度及抗蠕變性都受結(jié)晶度的影響[5]。一般說來，結(jié)晶度增加會使聚合物的屈服強度、表面硬度增加，但聚合物也會隨結(jié)晶度的提高而變脆，韌性降低；隨著球晶尺寸增大，球晶與球晶之間由于收縮而產(chǎn)生微裂紋增大，聚合物材料也將變脆，可見結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)直接影響鋪放成型后復合材料構(gòu)件的性能，因此控制結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)是控制復合材料性能的有效措施[6]。在原位固結(jié)成型過程中，影響基體材料結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)最重要的參數(shù)就是冷卻速率和冷卻時間，為保證自動鋪放成型的復合材料構(gòu)件最終性能，必須合理設(shè)定并嚴格控制這兩個參數(shù)[7-8]。

在自動鋪放過程中，樹脂基體的結(jié)晶發(fā)生在冷壓輥下方，在這個區(qū)域復合材料構(gòu)件將完成最終原位固結(jié)成型。因此樹脂基體的結(jié)晶行為與在冷壓輥下方的冷卻歷程有著直接的關(guān)系，冷卻速率的快慢及冷卻時間將直接決定基體材料的結(jié)晶行為，結(jié)晶動力學的研究可以為結(jié)晶行為的控制提供理論依據(jù)，對如何選擇合理的冷卻工藝參數(shù)有著理論和現(xiàn)實的指導意義。從結(jié)晶動力學的研究中，既可以獲得樹脂基體結(jié)晶動力學信息進而對原位固結(jié)成型進行理論指導，還可以對復合材料界面微觀形貌進行輔助表征[9-11]。

目前基于Avrami方程推導的結(jié)晶動力學模型已被國內(nèi)外研究學者廣泛應(yīng)用。崔新宇等[12]通過DSC方法研究了玻璃纖維增強聚丙烯復合體系的結(jié)晶行為，探討了體系等溫及非等溫結(jié)晶動力學，并指出聚丙烯及玻璃纖維增強聚丙烯的等溫結(jié)晶在相當大的結(jié)晶范圍內(nèi)符合Avrami方程；楊坡等[13]以尼龍11和尼龍6為原料，利用DSC研究尼龍6/11共聚物的非等溫結(jié)晶過程，用經(jīng)Jeziorny修正的Avrami方程對其非等溫結(jié)晶動力學進行了研究，計算并得到非等溫結(jié)晶動力學參數(shù)；Maffezzoli等[14]利用Avrami方程研究PPS矩陣理論宏觀動力學模型，預(yù)測PPS在非等溫和等溫狀態(tài)下的結(jié)晶行為。通過上述分析可見國內(nèi)外學者對結(jié)晶動力學模型的研究主要從材料學的角度出發(fā)進行實驗和驗證，而并沒有將其與復合材料自動鋪放中的其他加工參數(shù)相結(jié)合。在自動鋪放過程中，為提高鋪放速率，通常采用非等溫結(jié)晶的方式對鋪層進行冷卻。本工作對非等溫結(jié)晶動力學模型進行推導，并通過構(gòu)建冷壓輥下方鋪層的冷卻模型，將結(jié)晶動力學模型和傳熱模型相結(jié)合，設(shè)定原位固結(jié)過程中的冷卻條件，計算在一定冷卻速率下要達到一定結(jié)晶度，自動鋪放速率與冷卻時間之間的關(guān)系，對實際生產(chǎn)中預(yù)測成型構(gòu)件的最終性能具有較強的參考意義。

1 實驗

1.1 實驗原料

連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯復合材料(GF/PP)片材：SGS參考號為SHMR100805177，遼寧杰事杰新材料有限公司產(chǎn)品；玻璃纖維含量60%，片材厚度0.29mm，片材寬度12.7mm。

1.2 熱塑性復合材料自動鋪絲設(shè)備

熱塑性復合材料自動鋪放技術(shù)是集預(yù)浸料剪裁、定位、鋪疊、壓實等功能于一體，且具有控溫和冷卻功能的復合材料集成化數(shù)控成型技術(shù)，其鋪絲頭按一定的運動規(guī)律，并使預(yù)浸紗經(jīng)鋪絲頭傳送、切割、加熱等操作，在壓輥的作用下直接鋪敷于模具表面，實現(xiàn)復合材料自動鋪疊成型，能夠在一定范圍內(nèi)替代原有的手工鋪疊成型。圖1為本實驗室自主研發(fā)的帶有冷壓輥的熱塑性復合材料自動鋪絲原理樣機。該實驗平臺針對熱塑性復合材料鋪放特點，優(yōu)化預(yù)浸紗張力與鋪放速率匹配，實現(xiàn)預(yù)浸紗動態(tài)恒張力鋪放；通過調(diào)控鋪放速率與送紗協(xié)調(diào)，實現(xiàn)預(yù)浸紗精確輸送[15]；鋪絲過程中預(yù)浸紗之間的間隙或重疊能控制在0.1mm之內(nèi)[16]。

圖1 帶冷壓輥的熱塑性復合材料自動鋪絲設(shè)備Fig.1 Automated fiber placement system with cooling roller for thermoplastic composite

聚丙烯熔點為170℃左右，降解溫度為350℃，選擇預(yù)浸紗被熱風槍加熱到的目標溫度為260℃，熱壓輥壓力為0.1MPa，冷壓輥壓力為0.5MPa。為研究冷卻速率對鋪層樹脂基體結(jié)晶形式的影響，本研究采用改變模具加熱溫度的方式，調(diào)整預(yù)浸料與模具之間的溫度梯度，從而改變鋪層樹脂基體的冷卻速率。

1.3 性能測試

材料結(jié)晶熱行為分析：采用差示掃描量熱儀(DSC)分析玻璃纖維增強聚丙烯復合材料的非等溫結(jié)晶熱行為。

材料力學性能測試：在SANS5105型微機控制電子萬能試驗機上按照GB3357-1982標準和ASTM D6641/D6641M-09標準分別測試自動鋪放成型復合材料實驗件的層間剪切強度和壓縮強度；在XJ-300A簡支梁沖擊實驗臺上按ASTM D7136/D7136M-07標準測試構(gòu)件的沖擊韌性。

2 結(jié)果與討論

2.1 非等溫結(jié)晶動力學模型

Avrami方程是描述聚合物等溫結(jié)晶動力學的經(jīng)典方法[17]，如式(1)所示。

1-X(t)=exp(-ktn)

(1)

X(t)為t時刻的相對結(jié)晶度，它是結(jié)晶動力學重點研究的對象，其定義是：在t時刻結(jié)晶體積與最終結(jié)晶體積的比值，可以用式(2)來描述：

(2)

式中：V0為聚合物結(jié)晶開始時的體積；Vt為聚合物結(jié)晶過程中t時刻的體積；V∞為聚合物結(jié)晶完成時的體積。

式(1)中k是與晶體成核機理及生長速率有關(guān)的結(jié)晶速率常數(shù)，n是與晶體成核機理及生長方式有關(guān)的Avrami指數(shù)值，其值為晶核生長的空間維數(shù)和時間維數(shù)之和。聚合物結(jié)晶成核分為異相成核和均相成核。異相成核通常是由未完全熔融的晶體或外來雜質(zhì)形成的晶核，為瞬時成核，因此與時間無關(guān)，指數(shù)n不包含時間維數(shù)；而均相成核是熔體中分子經(jīng)熱運動成核，有時間依賴性，故指數(shù)n應(yīng)包含時間維數(shù)。根據(jù)上述原則，晶體不同生長類型及成核方式下Avrami指數(shù)值n如表1所示[18]。

表1 晶體不同生長類型及成核方式下Avrami指數(shù)值nTable 1 Avrami exponent for different growth type and nucleation mode

玻璃纖維增強聚丙烯復合材料結(jié)晶屬于異相成核及球晶三維生長[18]，因此本研究中Avrami指數(shù)值n取3。

針對非等溫結(jié)晶的特點，對Avrami方程進行修正，將式(1)兩邊取對數(shù)得：

ln[-ln(1-X(t))]=nlnt+lnk

(3)

Nakamura對公式(3)進行修正，得到如式(4)所示為描述非等溫結(jié)晶動力學的公式[19]：

(4)

式中:K(T)為非等溫結(jié)晶速率，是與成核方式、成核速率、晶核的生長速率等因素有關(guān)的溫度的函數(shù)。實際中定量地確定聚合物的結(jié)晶速率比較困難，而結(jié)晶進行到一半所需時間則可相對較準確測定，故常采用結(jié)晶一半時所需時間t1/2來表征聚合物結(jié)晶速率[18]，而當結(jié)晶一半時，X(T)=1/2，因此由式(1)可得：

(5)

t1/2可通過Hoffmann方程來描述[19]：

(6)

2.2 熱塑性復合材料自動鋪放冷卻模型

熱塑性復合材料自動鋪放過程中，預(yù)浸料在熱源加熱及熱壓輥、冷壓輥壓力作用下被鋪疊到底層預(yù)浸料上，實現(xiàn)復合材料自動鋪放成型。圖2所示為自動鋪放過程三維示意圖，鋪層在冷卻過程中，相對于冷壓輥的寬度，預(yù)浸料的寬度較窄，因此本研究忽略預(yù)浸料寬度方向上的熱量傳遞，建立冷卻過程中熱量沿預(yù)浸料長度和厚度方向的二維傳遞模型，其用方程描述為[22]：

(7)

式中：ρ為預(yù)浸料的密度；c為預(yù)浸料的比熱容；τ為時間；kx為預(yù)浸料沿著x方向即纖維方向的導熱系數(shù)；ky為預(yù)浸料沿著y方向即鋪層厚度方向的導熱系數(shù)。

圖2 熱塑性復合材料自動鋪放冷卻過程三維示意圖Fig.2 Three-dimensional schematic diagram of automated fiber placement for thermoplastic composite

圖3為熱塑性復合材料自動鋪放冷卻過程的二維幾何模型，x軸正方向沿模具底部水平向右，與鋪放成型的方向一致，y軸正方向沿著鋪層厚度方向垂直向上。d為單層預(yù)浸料的厚度，y1為鋪層厚度，y2為模具厚度，x1為黏合點距原點的距離，l1和l2表示熱壓輥與預(yù)浸料的接觸長度，l3表示熱源的加熱長度，l4表示熱壓輥與冷壓輥之間預(yù)浸料鋪層空氣冷卻區(qū)長度，l5表示鋪層與冷壓輥的接觸長度。θ為熱源加熱角度。

圖3 自動鋪放冷卻過程二維幾何模型Fig.3 Model of two-dimensional geometry for automated fiber placement

在面Γ13，Γ14上，

(8)

在面Γ10，Γ11，Γ12上，

(9)

在冷卻過程中，根據(jù)傅里葉定律及牛頓冷卻公式對冷卻模型邊界條件描述如下。

在面Γ13上，忽略熱壓輥及加熱設(shè)備對其影響，預(yù)浸料與空氣進行自然對流換熱，

(10)

在面Γ8，Γ9上，鋪層與空氣進行自然對流換熱，

(11)

(12)

式中:n表示傳熱表面的法線方向;h1為自然對流條件下預(yù)浸料表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);T∞為環(huán)境溫度。

在面Γ10，Γ11，Γ12上，

(13)

(14)

(15)

式中:ht為模具的對流換熱系數(shù);Tt為鋪放過程中的模具表面溫度。

(16)

式中，hr為壓輥的對流換熱系數(shù)。

自動鋪放成型過程中，熱量的傳遞不僅有熱傳導和熱對流，還存在熱輻射，但輻射傳熱系數(shù)遠小于對流傳熱系數(shù)，為便于求解，在分析中忽略輻射傳熱。

2.3 自動鋪放成型冷卻工藝參數(shù)計算

本研究采用ANSYS有限元軟件的熱分析模塊對熱塑性復合材料自動鋪放成型冷卻過程進行建模與仿真。表2給出了有限元分析中用到的邊界條件參數(shù)。為研究不同冷卻速率對結(jié)晶形式的影響，模具的加熱溫度分別為60，80，100，120℃。

表2 有限元分析邊界條件參數(shù)Table 2 Boundary condition parameters for finite element analysis

運用ANSYS對冷卻模型進行計算得到的鋪層溫度隨時間變化曲線如圖4所示。可以看出，鋪層以目標溫度260℃開始冷卻，當模具保持不同的加熱溫度時，鋪層冷卻速率也不一樣。從圖中可計算出，當模具加熱溫度從60℃至120℃變化時，鋪層冷卻速率分別為30，22，17，13℃/s。

圖4 冷卻區(qū)域鋪層溫度變化曲線Fig.4 Temperature variation curves of layers at cooling area

圖5為運用MATLAB軟件對非等溫結(jié)晶動力學模型進行計算得到冷卻過程中鋪層相對結(jié)晶率隨溫度變化的曲線。可以看出，隨著冷卻速率的提高，從13℃/s至30℃/s，鋪層樹脂基體結(jié)晶起始溫度和結(jié)晶完成溫度均向低溫方向移動。表明在冷卻速率較慢的情況下，晶核來得及在較高溫度下成核，因此結(jié)晶開始較早；而隨著冷卻速率的增大，聚合物的分子鏈移動速率相對較慢，來不及排列成有序的結(jié)晶區(qū)域，成核出現(xiàn)滯后，進而推遲初始結(jié)晶。

圖5 鋪層相對結(jié)晶度隨溫度變化曲線Fig.5 Relative crystallization variation curves with temperature of layers

圖5中不同冷卻速率下樹脂相對結(jié)晶度隨溫度變化規(guī)律都接近反S形曲線。從圖中可看出樹脂結(jié)晶前期曲線增長較緩慢，主要是因為前期為晶核生成階段，晶核生長較慢，而當晶核生成后晶體會迅速生長完成結(jié)晶[23-24]；在結(jié)晶后期，結(jié)晶速率變慢，曲線區(qū)域平緩，主要原因在于晶粒之間相互阻礙影響了結(jié)晶。

為保證成型實驗件層間結(jié)合強度，在鋪層樹脂基體冷卻結(jié)晶過程中需始終保持一定的成型壓力。以鋪層冷卻速率30℃/s為例，由圖5可以得出，完成結(jié)晶的溫度在145℃左右，從圖4可以看出，鋪層冷卻到145℃需要時間為3s，因此冷壓輥在鋪層上方需停留的時間為3s。由表1中列出的冷壓輥與鋪層的接觸長度為0.03m，因此，可以計算出當模具加熱溫度為60℃時，自動鋪放速率最快為0.6m/min。同樣道理，可以計算出當模具加熱溫度為80,100,120℃時，自動鋪放速率最快分別為0.4,0.3,0.22m/min。

2.4 結(jié)晶度與力學性能

圖6為原始預(yù)浸料的DSC曲線，選擇的升溫速率為2℃/min。已知原始預(yù)浸料樹脂基體的結(jié)晶度為60%，可以看出其吸熱峰面積為30.24J/g。

圖6 GF/PP熔化過程的DSC曲線Fig.6 DSC curve of GF/PP melting process

利用圖1所示的熱塑性復合材料自動鋪放設(shè)備，以上述4種模具加熱溫度及其對應(yīng)的最快鋪放速率分別進行4組鋪放實驗，將每組鋪放成型的實驗件按照DSC測試標準制成3組測試樣品，分別測其DSC曲線，用得到的吸熱峰面積平均值與原始預(yù)浸料的吸熱峰面積進行比較，得出不同冷卻速率成型實驗件的結(jié)晶度如表3所示。

表3 不同冷卻速率成型實驗件的結(jié)晶度Table 3 Crystallinity at different cooling speed for GF/PP composites

圖7 冷卻速率對GF/PP實驗件結(jié)晶度及力學性能的影響(a)結(jié)晶度和壓縮強度；(b)結(jié)晶度和層間剪切強度；(c)結(jié)晶度和沖擊強度Fig.7 Influences of cooling speed on crystallinity and mechanical property of GF/PP composites(a)crystallinity and compress strength；(b)crystallinity and interlaminar shear strength；(c)crystallinity and impact strength

圖7為自動鋪放成型玻璃纖維增強聚丙烯實驗件的力學性能與結(jié)晶度的關(guān)系曲線。從圖7可以看出樹脂基體的結(jié)晶度隨冷卻速率的增大而依次減小，這是因為隨著冷卻速率的增大，鋪層的冷卻時間逐漸變短，從而導致聚合物分子鏈進行規(guī)整排列的時間越來越不充分，因此鋪放成型實驗件樹脂基體的結(jié)晶度逐漸降低。

由圖7(a),(b)可知，實驗件的壓縮強度及層間剪切強度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢基本相似，因為隨著結(jié)晶度的增加，分子鏈的排列越緊密有序，分子間相互作用力增加，鏈段的運動也會變得困難，因此壓縮強度及層間剪切強度隨著結(jié)晶度的增加逐漸變大。但是當結(jié)晶度超過50%時，結(jié)晶度繼續(xù)提高，而壓縮強度與層間剪切強度均開始降低，這是因為隨著冷卻速率的降低，晶體尺寸開始增大，晶體與晶體間的間隙增大，從而導致鋪層基體內(nèi)部缺陷區(qū)域增大，晶體間相互作用減弱，因此成型實驗件的強度下降。由圖7(c)可以看出，實驗件的沖擊強度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢正好相反，而沖擊強度正好反映了材料的韌性，因此結(jié)晶度的降低會提高構(gòu)件的韌性。這是因為隨著冷卻速率的增大，晶體生長的時間變短，導致晶粒細化，晶界面積增大，塑性變形過程中裂紋失穩(wěn)擴展所需能量就越大，即沖擊韌性越大。

3 結(jié)論

(1)對玻璃纖維增強聚丙烯復合材料自動鋪放成型非等溫結(jié)晶動力學模型進行推導，并通過構(gòu)建冷壓輥下方鋪層的冷卻模型，將結(jié)晶動力學模型和傳熱模型相耦合，求解出在不同冷卻速率條件下，保證成型實驗件層間結(jié)合強度的最大鋪放速率。

(2)鋪層樹脂基體的結(jié)晶度隨冷卻速率的增大而依次減小。隨著冷卻速率的提高，結(jié)晶起始溫度和結(jié)晶完成溫度均向低溫方向移動，且相對結(jié)晶度隨溫度變化規(guī)律接近反S形曲線。

(3)自動鋪放成型實驗件的壓縮強度及層間剪切強度隨著鋪層結(jié)晶度的增大基本呈增大趨勢，而沖擊強度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢完全相反，隨著結(jié)晶度的增大，構(gòu)件韌性越差。

[1] 迪力穆拉提·阿卜力孜，段玉崗，李滌塵，等. 樹脂基復合材料原位固化制造技術(shù)概述[J]．材料工程，2011(10): 84-90．

ABULIZI D, DUAN Y G, LI D C, et al. Overview ofin-situcuring manufacturing technology for resin matrix composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2011(10): 84-90.

[2] 韓振宇，李玥華，富宏亞，等. 熱塑性復合材料纖維鋪放工藝的研究進展[J]. 材料工程, 2012(2): 91-96．

HAN Z Y, LI Y H, FU H Y, et al. Thermoplastic composites fiber placement process research[J]. Journal of Materials Engineering, 2012(2): 91-96.

[3] 宋清華, 文立偉, 嚴飆, 等. 熱塑性樹脂基復合材料自動鋪帶技術(shù)[J]. 航空制造技術(shù), 2011(15): 42-44．

SONG Q H, WEN L W, YAN B, et al. Automated tape laying technology of thermoplastic and resin-based composites[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2011(15): 42-44.

[4] 樊在霞, 張瑜, 陳彥模. 冷卻方式對GF/PP復合紗針織物復合材料基體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響[J]. 復合材料學報, 2007, 24(3): 52-58．

FAN Z X, ZHANG Y, CHEN Y M. Effects of cooling condition of GF/PP composites made from commingled yarn on the crystal structure of the matrix[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2007, 24(3): 52-58.

[5] LONG A C, WILKS C E, RUDD C D. Experimental characterization of the consolidation of a commingled glass/polypropylene composite[J]. Composite Science and Technology, 2001, 61(11): 1591-1603.

[6] GUAN X, PITCHUMANI R. Modeling of spherulitic crystallization in thermoplastic tow-placement process: heat transfer analysis[J]. Composites Science and Technology, 2004, 64: 1123-1134.

[7] 蔡宏強, 陳曉婷, 劉海軍, 等. PA6/HBPA共混物的非等溫結(jié)晶動力學研究[J]. 塑料科技, 2014, 42(10): 46-50．

CAI H Q, CHEN X T, LIU H J, et al. Study on non-isothermal crystallization kinetics of PA6/HBPA blends[J]. Plastics Science and Technology, 2014, 42(10): 46-50.

[8] CHRISTINE A B, ROY L M, RANGA P, et al. An analysis of mechanisms governing fusion bonding of thermoplastic composites [J]. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 1998, 11: 338-363.

[9] 馬立群, 董少波, 王雅珍. 共混改性聚丙烯的結(jié)晶動力學研究現(xiàn)狀[J]. 廣州化工, 2015, 43(24): 3-4, 15．

MA L Q, DONG S B, WANG Y Z. Advances in crystallization kinetics of blended and modified polypropylene composite materials[J]. Guangzhou Chemical Industry, 2015, 43(24): 3-4, 15.

[10] 姜濤, 王菲, 吳全才. 改性PET共聚酯的非等溫結(jié)晶行為[J]. 塑料, 2015, 44(5): 101-104．

JIANG T, WANG F, WU Q C. Non-isothermal crystallization behavior of modified PET copolyester[J]. Plastics, 2015, 44(5):101-104.

[11] JIANG Z H, JIN J, XIAO C F, et al. Non-isothermal crystallization behavior of poly(ethylene terephthalate)/carbon black composite[J]. Advanced Materials Research, 2011, 1268(239): 3198-3206.

[12] 崔新宇, 周曉東, 戴干策. 玻璃纖維增強聚丙烯結(jié)晶動力學研究[J]. 華東理工大學學報, 2001, 27(6): 639-642．

CUI X Y, ZHOU X D, DAI G C. Crystallization kinetics of glass fiber reinforced polypropylene[J]. Journal of East China University of Science and Technology, 2001, 27(6): 639-642.

[13] 楊坡, 胡國勝, 王標兵. 尼龍6/11共聚物的非等溫結(jié)晶動力學研究[J]. 中北大學學報(自然科學版), 2008, 29(2): 156-159．

YANG P, HU G S, WANG B B. Investigation on nonisothermal crystallization kinetics of nylon 6/11 copolymer[J]. Journal of North University of China(Natural Science Edition), 2008, 29(2): 156-159.

[14] MAFFEZZOLI A, KENNY J M, NICOLAIS L. A macrokinetic approach to crystallization modelling of semicrystalline thermoplastic matrices for advanced composites[J]. Journal of Materials Science, 1993, 28(18): 4994-5001.

[15] 宋清華, 肖軍, 文立偉, 等. 熱塑性復合材料自動纖維鋪放裝備技術(shù)[J]. 復合材料學報, 2016, 33(6): 1214-1222.

SONG Q H, XIAO J, WEN L W, et al. Study on automated fiber placement system for thermoplastic composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(6): 1214-1222.

[16] 文立偉, 宋清華, 秦麗華, 等. 基于機器視覺與UMAC的自動鋪絲成型構(gòu)件缺陷檢測閉環(huán)控制系統(tǒng)[J]. 航空學報, 2015, 36(12): 3991-4000.

WEN L W, SONG Q H, QIN L H, et al. Defect detection and closed-loop control system for automated fiber placement forming components based on machine vision and UMAC[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2015, 36(12): 3991-4000.

[17] JIAO C M, WANG Z Z, LIANG H J, et al. Non-isothermal crystallization kinetics of silane crosslinked polyethylene[J]. Polm Test, 2005, 24(3): 71-80.

[18] 楊海, 劉西天. 聚合物結(jié)晶動力學[J]. 南陽師范學院學報, 2007, 6(12): 37-40, 51．

YANG H, LIU X T. Crystallization kinetics of polymers[J]. Journal of Nanyang Normal University, 2007, 6(12): 37-40, 51.

[19] 李玥華. 熱塑性預(yù)浸絲變角度鋪放及其軌跡規(guī)劃的研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學, 2013．

LI Y H. Research on thermoplastic towpreg variable angle placement and trajectory planning[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2013.

[20] 鄒曉軒, 戴文利, 田際波. 非等溫條件下聚合物結(jié)晶動力學模型研究進展[J]. 高分子通報, 2004(6): 15-20．

ZOU X X, DAI W L, TIAN J B. Nonisothermal crystallization kinetics of polymers[J]. Polymer Bulletin, 2004(6): 15-20.

[21] 陳艷, 王軍佐, 曹俊奎, 等. 聚醚醚酮等溫結(jié)晶動力學的研究[J]. 高等學校化學學報, 1995, 16(2): 322-324．

CHEN Y, WANG J Z, CAO J K, et al. Studies on isothermal crystallization kinetics of poly(ether ether ketone)[J]. Chemical Research in Chinese University, 1995, 16(2): 322-324.

[22] 宋清華, 肖軍, 文立偉, 等. 熱塑性復合材料自動鋪放過程中溫度場研究[J]. 材料工程，2018, 46(1): 83-91.

SONG Q H, XIAO J, WEN L W, et al. Study on automated fiber placement system for thermoplastic composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2018, 46(1): 83-91.

[23] 張玉軍, 王仕峰, 張勇, 等. PA6/POE中PA6非等溫結(jié)晶行為[J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用, 2006, 18(2): 26-31．

ZHANG Y J, WANG S F, ZHANG Y, et al. Non isothermal crystallization behavior of PA6 in PA6/POE[J]. Modern Plastics Processing and Applications, 2006, 18(2): 26-31.

[24] 單桂芳, 楊偉, 唐雪剛, 等. PA6非等溫結(jié)晶動力學研究[J]. 合成樹脂及塑料, 2010, 27(6): 53-57．

SHAN G F, YANG W, TANG X G, et al. Study on non-isothermal crystallization kinetics of polyamide 6[J]. China Synthetic Resin and Plastics, 2010, 27(6): 53-57.