使用微波加熱處理熱塑性PMC的研究越來越多，是由于熱塑性樹脂在應(yīng)用時是可模塑過程的是可重復(fù)的，這對環(huán)保是友好的。由于環(huán)境負(fù)擔(dān)日益加重，相關(guān)政策促使研究人員提出可重復(fù)使用和可回收的材料的解決方案。幾乎所有熱塑性聚合物都是可重復(fù)使用和可回收的。因此，有必要研究如何使熱塑性聚合物的加工變得更容易和經(jīng)濟。微波加熱工藝是解決方案之一，然而熱塑性塑料的加工面臨的主要挑戰(zhàn)聚合物和聚合物復(fù)合材料大都對微波能量無法吸收，大多數(shù)熱塑性聚合物顆粒（如聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE））的介電常數(shù)都很小。通過研究發(fā)現(xiàn)，MHH技術(shù)可以解決微波加熱熱塑性聚合物存在的問題。在MHH技術(shù)中，一種具有高介電常數(shù)的材料（木炭、碳化硅、石墨、粘土陶瓷磚等）用于熔化聚合物。這些材料吸收大部分微波并迅速加熱，然后通過傳導(dǎo)將熱量傳遞給聚合物顆粒，同時可以施加適當(dāng)?shù)膲毫Γㄈ鐖D5a所示），使其熔化并且獲得更好的均勻性。許多研究表明，聚四氟乙烯不會吸收任何微波能量，建議使用聚四氟乙烯夾具來施加內(nèi)部壓力。

研究人員使用天然纖維（如黃麻、蓑衣、紅麻、大麻、糖棕櫚、劍麻等）增強熱塑性聚合物并使用微波加熱工藝制造復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，功率和時間是顯著影響所開發(fā)復(fù)合材料的機械性能的重要參數(shù)，因此針對不同的聚合物基體，需要配套的微波功率與加熱時間。一項研究報道了微波功率對制造HDPE復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。另一項研究報告顯示碳納米管（CNTs）對微波能量的吸收效率更高。進(jìn)一步的研究的重點是在微波加熱的環(huán)境下，通過對纖維進(jìn)行預(yù)處理，提高復(fù)合材料的性能。研究人員發(fā)現(xiàn)使用氫氧化鈉（NaOH）處理天然纖維，可使去除纖維表面的半纖維素、木質(zhì)素、果膠和蠟會，形成凹坑，增加纖維和基體間摩擦力，從而增強材料的機械性能。微波加熱工藝生產(chǎn)熱塑性聚合物已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的得到應(yīng)用，如支架的制造。

目前，微波加熱熱塑性聚合物還需要朝著以下幾個方面深入研究：（a）使用微波加熱技術(shù)制造短纖維復(fù)合材料（b）工藝溫度測量與控制，（c）加熱過程中時間和溫度的數(shù)據(jù)建模，以及確定其對合成材料性能的影響（d）微波加熱熱塑性復(fù)合材料的二次加工（e）微波加工生產(chǎn)碳纖維增強熱塑性材料（f）微波改性天然纖維將其用作綠色復(fù)合產(chǎn)品的制造。

圖5

微波粘合是一種融合接合技術(shù)，屬于EM加熱的類別。在微波輔助連接過程中，接頭區(qū)域暴露在微波下，其余試樣用反射微波的材料進(jìn)行掩蔽，加熱方式屬于選擇性微波加熱。熱塑性塑料的介電性能對熱塑性材料微波連接的影響復(fù)合材料。具有高介電損耗因數(shù)的熱塑性材料在接合處產(chǎn)生大量熱量。此外熱塑性塑料的介電性能受聚合物結(jié)晶度的影響。結(jié)晶度大于45%的聚合物是由于偶極輻射限制，對微波能量基本不吸收。添加導(dǎo)電填料或纖維，稱為基底材料會對介電損耗因數(shù)產(chǎn)生重大影響熱塑性聚合物。所使用的基底材料的一些常見實例是炭粉、碳化硅、碳纖維、碳纖維和碳纖維，以及金屬粉末。待接合的兩個被粘物保持在接頭面積為25mm×25mm的搭接結(jié)構(gòu)。基底材料放置在接縫區(qū)域的頂部和底部，如圖5所示（b）。當(dāng)微波打開時，基底材料開始以更快的速度吸收微波并使其溫度升高迅速地一旦基底材料被加熱，它通過傳導(dǎo)至接頭界面，從而軟化聚合物材料關(guān)節(jié)接口。熔融聚合物僅在接合區(qū)域形成樣本的其余部分被掩蓋。微波的優(yōu)點之一連接是比其他連接方法花費更少的時間。由于速度更快在微波暴露期間經(jīng)歷的加熱速率，在更短的處理時間內(nèi)完成連接。這歸因于目標(biāo)關(guān)節(jié)區(qū)域中的均勻和體積加熱。Yarra gadda和Chai使用集中微波能量檢查了熱塑性連接。兩種方法用于熱塑性連接程序。在第一種情況下，微波能量直接在試樣接頭界面處產(chǎn)生，而在第二種情況是使用環(huán)氧樹脂形式的底漆鼓勵材料通過微波輻射連接。房間下方溫度設(shè)置，使用（超高分子量聚乙烯）UHMWPE、聚碳酸酯（PC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）聚合物。最近，天然纖維基聚合物復(fù)合材料及其用于工業(yè)應(yīng)用的連接正在進(jìn)行大量的工作。在使用微波能量加入NFRC的相關(guān)工作中，有一項研究是將PLA/Sisal制成的生物可降解復(fù)合物是通過壓縮模塑制造的可變纖維含量技術(shù)；然后將復(fù)合材料連接起來使用微波能量和木炭作為感受器。據(jù)報道纖維含量較低的生物復(fù)合材料的粘結(jié)時間較短地層。在另一項調(diào)查中粘接接頭與微波基接頭的強度進(jìn)行了連接，據(jù)報告，使用與粘合技術(shù)相比，微波能量顯示出更好的接頭強度。發(fā)現(xiàn)了輸入功率、樣品在微波腔內(nèi)的位置、暴露時間、使用的基底類型在確定連接過程中具有基本作用。PP和制備了（聚乳酸）PLA基天然纖維復(fù)合材料在微波能量的輔助下。PLA基復(fù)合材料據(jù)報道，其接頭強度高于聚丙烯基復(fù)合材料。在其中一項研究中，尼龍/Grewia optiva復(fù)合材料采用阿拉丁石作為粘性材料的搭接結(jié)構(gòu)。這個利用可變頻率和固定頻率微波施加器實現(xiàn)了復(fù)合材料的連接，并對結(jié)果進(jìn)行了比較。是的觀察到復(fù)合材料通過變頻微波連接涂抹器顯示出更好的結(jié)果。因此，可以得出如下結(jié)論：微波處理是一種有效和省時的技術(shù)聚合物復(fù)合材料的連接。

微波處理技術(shù)的經(jīng)濟方面已在早期工作中進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，與常規(guī)方法相比，微波燒結(jié)所消耗的總加工時間和能量/功率和微波鑄造的數(shù)量相當(dāng)少。類似的趨勢可以在使用微波能量用聚合物復(fù)合材料加工。數(shù)據(jù)GKN aerospace提出的特定微波固化CFRP與傳統(tǒng)高壓釜工藝相比，飛機部件的能量減少了80%，總循環(huán)時間減少了40%。Joshi和Bhudolia報道，在微波固化中消耗量是高壓釜固化的1/12，過程為6分別比高壓釜和烘箱固化快3倍和5倍。此外，對于用于固化的間接微波固化工藝多向CFRP，能量消耗和固化周期為分別為傳統(tǒng)熱固化方法的24.1%和57.9%，分別。此外，一個研究小組報告說熱塑性復(fù)合材料在微波輔助下的時間壓縮成型設(shè)置比常規(guī)壓縮成型低5.71倍。需要注意的是，微波處理技術(shù)是節(jié)能和省時的。除了該技術(shù)的經(jīng)濟特點，還提供了一種環(huán)保材料的加工解決方案。

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