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1、复合材料工艺学夹层结构成复合材料工艺学夹层结构成型工艺型工艺 课件3.1 概述概述第三章 夹层结构EJplf483f简支梁的弯曲扰度；简支梁的弯曲扰度；P载荷；载荷；l梁的跨距；梁的跨距；E弹性弹性模量；模量；J惯性矩；惯性矩；h梁的高度；梁的高度；EJ梁的刚度梁的刚度3121bhJ 可以在玻璃钢板用量不变的情况下，使刚度提高。可以在玻璃钢板用量不变的情况下，使刚度提高。这种结构可有效的弥补玻璃钢弹性模量低、刚度差的这种结构可有效的弥补玻璃钢弹性模量低、刚度差的不足。由于芯材的容重小，用它制成的夹层结构，能不足。由于芯材的容重小，用它制成的夹层结构，能在同样承载能力下，大大减轻结构的自重。在同
2、样承载能力下，大大减轻结构的自重。 3.1.2 类型、特点及应用类型、特点及应用按平面投影形状分类按平面投影形状分类 课件第三章 夹层结构正六边形菱形矩形正弦曲线形有加强带的六边形有加强带六边形蜂窝的强有加强带六边形蜂窝的强度为最高，其次是正六边度为最高，其次是正六边形蜂窝。但正六边形蜂窝形蜂窝。但正六边形蜂窝用料省、制造简单。结构用料省、制造简单。结构效率最高，所以应用最广。效率最高，所以应用最广。 课件第三章 夹层结构3.1.2 类型、特点及应用类型、特点及应用T-蜂窝高度；蜂窝高度；L-纵向长度；纵向长度；W-横向宽度；横向宽度；c-蜂窝芯蜂窝芯子的斜边长度；子的斜边长度；d-蜂窝芯子的
3、节线长度；蜂窝芯子的节线长度；t-蜂窝芯蜂窝芯子的斜边壁厚；子的斜边壁厚；-蜂窝芯子斜边与节线间的夹角蜂窝芯子斜边与节线间的夹角蜂窝芯子蜂窝芯子 课件第三章 夹层结构3.1.2.3 波板夹层结构波板夹层结构 波板夹层结构的夹芯材料是波纹板波板夹层结构的夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸基玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板波纹板和棉布波纹板)。特点：特点：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。质量轻、刚度大。3.1.2 类型、特点及应用类型、特点及应用1-玻璃钢面层玻璃钢面层 4-玻璃钢波纹板玻璃钢波纹板 课件第三章 夹层结
4、构夹层结构的共有特点：夹层结构的共有特点： 质轻、刚度大。质轻、刚度大。 应用范围应用范围多用于尺寸较大，刚度要求高多用于尺寸较大，刚度要求高，强度要求不高的场合强度要求不高的场合3.1.2 类型、特点及应用类型、特点及应用原因原因 材料的绕度与其厚度的材料的绕度与其厚度的3次方次方成正比，如果把厚度为成正比，如果把厚度为h的玻璃的玻璃钢从中间等分，夹上钢从中间等分，夹上2h 的芯材，的芯材，厚度变为厚度变为3h，则其刚度增加到原，则其刚度增加到原来刚度的来刚度的27倍。倍。 EJplf4833121bhJ 作业：夹层结构为什么具有刚度大的特点？作业：夹层结构为什么具有刚度大的特点？ 课件第三
5、章第三章 夹层结构夹层结构3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料3.2.1.1 玻璃布玻璃布 蒙皮布：蒙皮布：增强型浸润剂处理的玻璃布。一般用无碱增强型浸润剂处理的玻璃布。一般用无碱或低碱平纹布，或低碱平纹布，0.10.2mm厚。对曲面制品用斜纹布厚。对曲面制品用斜纹布(属于加捻布属于加捻布)，变形性较好，有利于制品的成型加工。，变形性较好，有利于制品的成型加工。用于制作蒙皮和蜂窝芯材用于制作蒙皮和蜂窝芯材3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料3.2 蜂窝夹层结构制造工艺蜂窝夹层结构制造工艺不易变形，不脱蜡可以防不易变形，不脱蜡可以防止树脂胶液渗到玻璃布的止树脂胶液
6、渗到玻璃布的背面，产生粘连现象。背面，产生粘连现象。 课件第三章第三章 夹层结构夹层结构芯材布：芯材布：未脱蜡的无碱平纹布。未脱蜡的无碱平纹布。3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料 有蜡玻璃布可防止树脂渗透到玻有蜡玻璃布可防止树脂渗透到玻璃布的背面，减少层间粘接，有利于璃布的背面，减少层间粘接，有利于蜂窝格子孔的拉伸。无碱平纹布不易蜂窝格子孔的拉伸。无碱平纹布不易变形，可提高芯材的挤压强度。变形，可提高芯材的挤压强度。 课件第三章第三章 夹层结构夹层结构3.2.1.2 绝缘纸绝缘纸 可以用于制作蒙皮和蜂窝，要求具有良好的被浸可以用于制作蒙皮和蜂窝，要求具有良好的被浸润性和足够的
7、拉伸强度，一般采用木质纤维素纸或棉润性和足够的拉伸强度，一般采用木质纤维素纸或棉纤维纸。要求纸中不含有金属和其它杂质。纤维纸。要求纸中不含有金属和其它杂质。3.2.1.3 金属箔金属箔制作蜂窝可用铝箔、不锈钢箔和钛合金箔等制作蜂窝可用铝箔、不锈钢箔和钛合金箔等3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料 课件第三章 夹层结构3.2.1.4 粘结剂粘结剂 蒙皮浸胶、芯材浸胶、蒙皮芯材结合用胶。蒙皮浸胶、芯材浸胶、蒙皮芯材结合用胶。环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂和树脂、有机硅树脂和DAP树脂等树脂等3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用
8、原材料蜂窝夹芯制做过程中的胶条蜂窝夹芯制做过程中的胶条聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛胶和环氧树脂等丁醛胶和环氧树脂等 课件第三章 夹层结构(1) 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 无毒，价格便宜，可在室温下固化。无毒，价格便宜，可在室温下固化。 此种胶此种胶易溶于苯乙烯，故用此胶制作的蜂窝不能浸聚酯易溶于苯乙烯，故用此胶制作的蜂窝不能浸聚酯树脂。它既可用机械涂胶，也适用于手工涂胶。树脂。它既可用机械涂胶，也适用于手工涂胶。 3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料 课件第三章 夹层结构(2) 聚乙烯醇缩丁醛胶聚乙烯醇缩丁醛胶 需加热，加压固化。需加热，加压固化。120
9、， 0.20.3MPa ， 固化时间固化时间24h 。它只适用于机械制造蜂窝芯子。它只适用于机械制造蜂窝芯子(3) 环氧树脂环氧树脂 6101（E-44），），618#(E-51)， 634#(E-42) 等。等。室温固化，可用氨类固化剂固化。室温固化，可用氨类固化剂固化。3.2.1 蜂窝夹层结构用原材料蜂窝夹层结构用原材料 课件第三章 夹层结构3.2.2 各种材质蜂窝夹芯的制造各种材质蜂窝夹芯的制造3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造密度密度 低密度夹芯低密度夹芯高密度夹芯高密度夹芯芯材芯材：纸、棉布、玻：纸、棉布、玻璃布浸渍树脂，泡沫璃布浸渍树脂，泡沫塑料、铝蜂窝夹芯；塑料、铝蜂窝夹芯
10、；蒙皮蒙皮：胶合板、玻璃：胶合板、玻璃钢、薄铝板钢、薄铝板芯材与蒙面胶结而成芯材与蒙面胶结而成 芯材与蒙皮材料都采用不锈钢或芯材与蒙皮材料都采用不锈钢或钛合金，芯材制造及芯材与蒙皮钛合金，芯材制造及芯材与蒙皮的联接多采用焊接的方法。的联接多采用焊接的方法。 课件第三章 夹层结构3.2.2.1 布蜂窝夹芯的制造（包括纸，棉布，玻璃布等）布蜂窝夹芯的制造（包括纸，棉布，玻璃布等）制作方法：制作方法： 胶接拉伸法胶接拉伸法 (手工涂胶法，机械手工涂胶法，机械涂胶法涂胶法)、塑性胶接法、模压法。、塑性胶接法、模压法。 3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造首先在模具上糊制半六边形蜂窝，再粘结首先在模
11、具上糊制半六边形蜂窝，再粘结成蜂窝。优点：蜂窝尺寸稳定，可成型任成蜂窝。优点：蜂窝尺寸稳定，可成型任何形状和规格的蜂窝夹芯，但需要大量模何形状和规格的蜂窝夹芯，但需要大量模具，生产效率低。具，生产效率低。 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造 将粘接剂通过不同的方式涂在玻璃布上形成胶条，相邻两层涂有胶条的玻璃布应使胶条错开，形成一块蜂窝芯子板。粘接剂充分固化，将蜂窝芯子板放在切纸机上切成一条条具有所要求高度的蜂窝芯子条，然后将蜂窝芯子展开，即成蜂窝。 课件第三章 夹层结构蜂窝芯子条蜂窝芯子条3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造展开的蜂窝展开的蜂窝 课件第三章 夹层结
12、构（1）手工涂胶法）手工涂胶法 只需将胶涂成一条、一条的形状，将布粘接只需将胶涂成一条、一条的形状，将布粘接在一起，胶液固化后，将两面层布拉开就可形成在一起，胶液固化后，将两面层布拉开就可形成蜂窝。涂胶条的位置不同，形成不同形状的蜂窝。蜂窝。涂胶条的位置不同，形成不同形状的蜂窝。3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造a. 涂胶装置涂胶装置 由上下两块板构成，上板为涂胶板，可打开，铺由上下两块板构成，上板为涂胶板，可打开，铺放胶条纸；下板为平板，可向左右移动放胶条纸；下板为平板，可向左右移动2a的距离。的距离。 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造b. 涂胶板制作涂胶板
13、制作 设正六边形的边长为设正六边形的边长为a，则两相邻胶条的距离为，则两相邻胶条的距离为4a。2a4aa由于粘接剂的胶液会沿着涂胶纸上胶缝的边沿向两边由于粘接剂的胶液会沿着涂胶纸上胶缝的边沿向两边渗透，使蜂窝格子的胶接宽度大于渗透，使蜂窝格子的胶接宽度大于a，所以为了确保蜂，所以为了确保蜂窝格子正六边形，在涂胶纸上刻的胶条宽度要稍小于窝格子正六边形，在涂胶纸上刻的胶条宽度要稍小于a。 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造胶条纸板的刻制胶条纸板的刻制 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造c. 涂胶工序涂胶工序 下板上铺第一层布，盖上上板下板上铺第一
14、层布，盖上上板(涂胶板涂胶板)，刷胶；打开，刷胶；打开上板，铺第二层布并使下板移动上板，铺第二层布并使下板移动2a位置，刷胶；位置，刷胶；。因。因此；此；两层布间每隔两层布间每隔2a距离就有一个胶条黏结距离就有一个胶条黏结。 2a4aa 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造（2）机械涂胶法）机械涂胶法印胶法、漏胶法、带条式胶涂法、波纹式涂胶法印胶法、漏胶法、带条式胶涂法、波纹式涂胶法 生产效率较高，但漏胶嘴不生产效率较高，但漏胶嘴不易加工，胶条宽度不易控制，易加工，胶条宽度不易控制，涂腔质量较差，设备清洗也涂腔质量较差，设备清洗也不方便，故很少用。不方便，故很少用。 课
15、件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造印胶式自动涂胶机工艺示意图印胶式自动涂胶机工艺示意图1-1-放布筒；放布筒；2-2-张紧辊；张紧辊；3-3-印胶辊；印胶辊；4-4-递胶辊；递胶辊；5-5-带胶辊；带胶辊；6-6-导向辊；导向辊；7-7-加热器；加热器；8-8-收布卷筒；收布卷筒；9-9-胶槽；胶槽；10-10-调压辊调压辊工作原理：玻璃布从放布筒工作原理：玻璃布从放布筒1引出后，经过张紧辊引出后，经过张紧辊2到第到第一道印胶辊，在布正面涂胶，然后经过导向辊到第一道印胶辊，在布正面涂胶，然后经过导向辊到第2道印道印胶辊，并在布的反面涂胶。涂胶后的玻璃布经过加热器胶辊，并
16、在布的反面涂胶。涂胶后的玻璃布经过加热器加热，在水平导向辊加热，在水平导向辊6处与末涂胶的玻璃布迭合，一起卷处与末涂胶的玻璃布迭合，一起卷绕到收布卷筒绕到收布卷筒8上。收卷到设计厚度时，从收布卷筒上将上。收卷到设计厚度时，从收布卷筒上将蜂窝芯子板取下，加热固化后，切成蜂窝条备用。蜂窝芯子板取下，加热固化后，切成蜂窝条备用。 课件第三章 夹层结构3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造印胶辊示意图印胶辊示意图印胶凸环印胶凸环 胶液通过带胶辊和递胶辊传到印胶辊的凸胶液通过带胶辊和递胶辊传到印胶辊的凸环上，当玻璃布和印胶辊接触时，胶液便被环上，当玻璃布和印胶辊接触时，胶液便被涂到玻璃布上去。第一道印
17、胶辊和第二道印涂到玻璃布上去。第一道印胶辊和第二道印胶辊的凸环错位胶辊的凸环错位2a。 课件第三章 夹层结构3.2.2.3 蜂窝的拼接蜂窝的拼接 制造大面积的制品及制造大面积的制品及异形制品时，加工的蜂异形制品时，加工的蜂窝块尺寸往往不能满足窝块尺寸往往不能满足要求，因此需要拼接。要求，因此需要拼接。拼接时取少许粘结剂，拼接时取少许粘结剂，涂在拼接处，搭接长度涂在拼接处，搭接长度为正六边形的边长，将为正六边形的边长，将搭接处用曲别针或夹具搭接处用曲别针或夹具固定、加压、固化。固定、加压、固化。3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造蜂窝接长蜂窝接长蜂窝接宽蜂窝接宽 课件第三章 夹层结构3.2.
18、2.4 影响蜂窝夹层性能的因素影响蜂窝夹层性能的因素（1）含胶量对性能的影响）含胶量对性能的影响 含胶量高，蜂窝强度高，容重也大。含胶量高，蜂窝强度高，容重也大。3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造树脂含量，树脂含量，(%)蜂窝容重，蜂窝容重，(g/cm3) 压缩强度，压缩强度，(MPa)18-200.0571.1340-450.0782.5755-580.0984.88 课件第三章 夹层结构（2）玻纤布对性能的影响）玻纤布对性能的影响 厚度大，强度高，容重也大。厚度大，强度高，容重也大。3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造玻璃布厚度玻璃布厚度, (mm) 蜂窝容重蜂窝容重, (g/c
19、m3)压缩强度压缩强度, (MPa)0.110.0782.570.190.1413.46 课件第三章 夹层结构（3）蜂窝尺寸的影响）蜂窝尺寸的影响 蜂窝尺寸大，容重小，强度也小。蜂窝尺寸大，容重小，强度也小。（4）蜂窝高度的影响）蜂窝高度的影响 蜂窝高度大，制品刚度提高，弯曲强度提高；蜂窝高度大，制品刚度提高，弯曲强度提高； 压缩强度降低。压缩强度降低。作业：影响蜂窝夹层性能的主要因素有哪些？，如何影响？作业：影响蜂窝夹层性能的主要因素有哪些？，如何影响？原因是什么？原因是什么？3.2.2 蜂窝夹芯的制造蜂窝夹芯的制造蜂窝孔尺寸蜂窝孔尺寸, (cm2) 蜂窝容重蜂窝容重, (g/cm3)压缩强
20、度压缩强度, (MPa)0.60.1413.461.20.1082.26 课件第三章 夹层结构3.2.4.蜂窝夹层结构的制造蜂窝夹层结构的制造（1）一次成型法）一次成型法 将内、外蒙皮和浸渍好树脂的蜂窝芯材按顺序放在模将内、外蒙皮和浸渍好树脂的蜂窝芯材按顺序放在模具上，一次胶合固化成型。成型压力具上，一次胶合固化成型。成型压力0.010.08MPa。优点：优点：生产周期短，成型方便，蜂窝芯材与内外蒙皮胶接生产周期短，成型方便，蜂窝芯材与内外蒙皮胶接强度高。强度高。缺点：缺点：成型技术要求较高。成型技术要求较高。 3.2.4 蜂窝夹芯结构的制造蜂窝夹芯结构的制造 课件第三章 夹层结构（2）二次成
21、型法）二次成型法 将内、外蒙皮分别成型，然后与芯材胶结在一起固将内、外蒙皮分别成型，然后与芯材胶结在一起固化成型。化成型。(芯材可以是先固化好的，也可是没有固化的芯材可以是先固化好的，也可是没有固化的)优点：优点：制件表面光滑，易于保证质量制件表面光滑，易于保证质量（3）三次成型法）三次成型法 外蒙皮预先固化好；与芯材胶合进行二次固化；最外蒙皮预先固化好；与芯材胶合进行二次固化；最后在芯材上胶合内蒙皮进行三次固化。后在芯材上胶合内蒙皮进行三次固化。优点：优点：表面光滑，成型过程中可进行质量检查，发现问表面光滑，成型过程中可进行质量检查，发现问题及时排除。题及时排除。缺点：缺点：生产周期长生产周
22、期长 3.2.4 蜂窝夹芯结构的制造蜂窝夹芯结构的制造 课件第三章 夹层结构3.2.5 常见问题及解决措施常见问题及解决措施（1）分层，起泡及折皱）分层，起泡及折皱原因：原因：成型压力不足，产生分层起泡现象；玻璃布铺放不成型压力不足，产生分层起泡现象；玻璃布铺放不平整造成折皱现象。平整造成折皱现象。解决措施：解决措施：提高成型压力，加工时将玻璃布拉平。提高成型压力，加工时将玻璃布拉平。（2）蜂窝压瘪现象）蜂窝压瘪现象原因：原因：蜂窝厚度不均匀，接触处压力集中；蜂窝端面刚性蜂窝厚度不均匀，接触处压力集中；蜂窝端面刚性较差；湿法成型时，芯材尚未固化完全就加较大压力。较差；湿法成型时，芯材尚未固化完
23、全就加较大压力。 解决措施：解决措施：注意受力部位的平整度，减少应力集中，适当注意受力部位的平整度，减少应力集中，适当降低成型压力。降低成型压力。3.2.5 常见问题及解决措施常见问题及解决措施 课件第三章 夹层结构（3）胶结不良）胶结不良 注意树脂配方，提高成型压力，可在蒙皮上注意树脂配方，提高成型压力，可在蒙皮上加一层树脂含量高的表面纤维毡。加一层树脂含量高的表面纤维毡。3.2.5 常见问题及解决措施常见问题及解决措施 课件第三章 夹层结构3.3泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备3.3.1 各种泡沫夹层结构的基本性能各种泡沫夹层结构的基本性能 突出特点突出特点3.
24、3 泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备常用泡沫塑料的性能见表常用泡沫塑料的性能见表34。 隔热，隔音性能优良隔热，隔音性能优良(优于优于蜂窝结构蜂窝结构)，质量轻，具有均匀，质量轻，具有均匀传递外部载荷的性能。传递外部载荷的性能。 泡沫塑料夹层结构的性能主泡沫塑料夹层结构的性能主要取决于泡沫塑料类型与性能。要取决于泡沫塑料类型与性能。 课件第三章 夹层结构3.3.2 泡沫塑料夹芯构造、种类、制作工艺泡沫塑料夹芯构造、种类、制作工艺3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺1-玻璃钢面层玻璃钢面层 2-泡沫塑料泡沫塑料 课件第三章 夹层结构3.3 泡沫塑料
25、夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺第三章 夹层结构由气体填充的轻质高分子合成材由气体填充的轻质高分子合成材料，是一种气固两相体材料。料，是一种气固两相体材料。泡沫塑料结构泡沫塑料结构开孔开孔泡沫泡沫塑料塑料闭孔闭孔泡沫泡沫塑料塑料气体充填在由聚气体充填在由聚合物构成的互不合物构成的互不相通的格子中。相通的格子中。气体充填在聚合气体充填在聚合物构成的互相连物构成的互相连通的格子内。通的格子内。 课件第三章 夹层结构3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺第三章 夹层结构开孔泡沫塑料开孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料 闭孔结构的吸水性、透气闭孔结构的吸水性、透气件、导热性均
26、较开孔结构小，件、导热性均较开孔结构小，强度和刚度比开孔结构高。强度和刚度比开孔结构高。 课件第三章 夹层结构(1) 按树脂基体分类：按树脂基体分类： (2) 按泡沫塑料硬度分类：按泡沫塑料硬度分类： 硬质、半硬质、软质硬质、半硬质、软质3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、脲甲醛、氨酯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛、环氧、有机硅等酚醛、环氧、有机硅等区别方法：区别方法：将泡沫塑料压缩，使其变形达到将泡沫塑料压缩，使其变形达到50%时，减压后视其残余变形：时，减压后视其残余变形：大于大于10%称为硬质泡沫塑料；称为硬质泡沫塑料
27、；在在2%10%之间称为半硬质泡沫塑料；小于之间称为半硬质泡沫塑料；小于2%时称为软质泡沫塑料。时称为软质泡沫塑料。 课件第三章 夹层结构(3) 按泡沫塑料密度分类：按泡沫塑料密度分类：低密度低密度(高发泡高发泡)泡沫塑料，小于泡沫塑料，小于0.1kg/m3；中密度中密度(中发泡中发泡)泡沫塑料，泡沫塑料，0.1-0.4 kg/m3；高密度高密度(低发泡低发泡)泡沫塑料，大于泡沫塑料，大于0.4kg/m3。(4) 按燃烧性能分类：按燃烧性能分类： 可燃型、自熄型可燃型、自熄型3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺 课件第三章 夹层结构3.3.2.2 泡沫塑料的发泡方法泡沫塑料
28、的发泡方法 化学发泡法化学发泡法 机械发泡法机械发泡法 物理发泡法物理发泡法 3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺用机械方法将气体混入用机械方法将气体混入聚合物形成泡沫，然后聚合物形成泡沫，然后通过凝固获得泡沫塑料通过凝固获得泡沫塑料通过化学反应产生通过化学反应产生气体形成泡沫结构气体形成泡沫结构 课件第三章 夹层结构（1）物理发泡法）物理发泡法 惰性气体法惰性气体法 低沸点溶液法低沸点溶液法 分为三种分为三种 高压下使惰性气体压入熔高压下使惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物，融聚合物或糊状复合物，升温减压，气体膨胀发泡升温减压，气体膨胀发泡掺加中空微球掺加中空微球3.3
29、泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺优点：优点：发泡后没有发泡剂留发泡后没有发泡剂留下的残渣，不会对制成的泡下的残渣，不会对制成的泡沫塑料的物理和化学性能有沫塑料的物理和化学性能有不利影响。不利影响。缺点：缺点：此法需要此法需要比较复杂的高压设备。比较复杂的高压设备。聚氯乙烯和聚乙烯泡沫塑料聚氯乙烯和聚乙烯泡沫塑料 课件第三章 夹层结构（1）物理发泡法）物理发泡法 惰性气体法惰性气体法 低沸点溶液法低沸点溶液法 分为三种分为三种 掺加中空微球掺加中空微球3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺把低沸点液体溶于聚合物把低沸点液体溶于聚合物颗粒中，然后升高温度，颗粒中，
30、然后升高温度，当树脂软化，液体蒸发时，当树脂软化，液体蒸发时，形成泡沫塑料。形成泡沫塑料。塑料中加入中空微球，塑料中加入中空微球，经固化制得泡沫塑料经固化制得泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料 课件第三章 夹层结构（2）机械发泡法）机械发泡法 用机械方法将气体混入聚合物形成用机械方法将气体混入聚合物形成泡沫，然后通过凝固获得泡沫塑料泡沫，然后通过凝固获得泡沫塑料3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺特点：特点： 需选用合适的表面活性剂，以降低表面张需选用合适的表面活性剂，以降低表面张力，使气体分散均匀；要求搅拌形成的泡沫能力，使气体分散均匀；要求搅拌形成的泡沫能够稳定一
31、段时间，使泡壁内的聚合物得以固定。够稳定一段时间，使泡壁内的聚合物得以固定。脲醛泡沫塑料脲醛泡沫塑料 课件第三章 夹层结构（3）化学发泡法）化学发泡法a. 利用原料组分相互反应产利用原料组分相互反应产生气体，形成泡沫结构。生气体，形成泡沫结构。例：组合聚醚与异氰酸酯例：组合聚醚与异氰酸酯b. 借助于化学发泡剂分解产借助于化学发泡剂分解产生气体，形成发泡结构。生气体，形成发泡结构。 例：双氧水例：双氧水(菱苦土发泡菱苦土发泡) 铝粉铝粉(水泥发泡水泥发泡)等等3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺特点特点设备简单，质量容易控制设备简单，质量容易控制 课件第三章 夹层结构3.3
32、泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺热塑性泡沫塑料的发泡工艺热塑性泡沫塑料的发泡工艺第一步：将原料放入模内压制成坯料第一步：将原料放入模内压制成坯料 一定温度压力下树脂软化，发泡剂开始一定温度压力下树脂软化，发泡剂开始分解，树脂达到粘流态时气体形成微小的气分解，树脂达到粘流态时气体形成微小的气泡，均匀地分布在液体树脂中，冷却至玻璃泡，均匀地分布在液体树脂中，冷却至玻璃化温度即得坯料。化温度即得坯料。 将坯料放在限制模内，重新加热，等物料处将坯料放在限制模内，重新加热，等物料处于高弹态时，坯料中气体克服聚合物分子间的作于高弹态时，坯料中气体克服聚合物分子间的作用力，气孔开始增长，使物
33、料胀满在限制模内，用力，气孔开始增长，使物料胀满在限制模内，冷却至玻璃化温度，即得热塑性泡沫塑料。冷却至玻璃化温度，即得热塑性泡沫塑料。第二步：坯料发泡第二步：坯料发泡 课件第三章 夹层结构3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺热固性泡沫塑料的发泡工艺热固性泡沫塑料的发泡工艺 在原料大分子处于粘流态阶段进行，在原料大分子处于粘流态阶段进行，随树脂胶凝固化，使气泡稳定，形成泡沫。随树脂胶凝固化，使气泡稳定，形成泡沫。 课件第三章 夹层结构3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料形成原理泡沫塑料形成原理气发气发泡沫泡沫塑料塑料组合组合泡沫泡沫塑料塑料把已成
34、型的直径把已成型的直径为为20一一250m；壁；壁度度2-3m的中空玻的中空玻璃微球、中空陶璃微球、中空陶瓷微球或中空塑瓷微球或中空塑料微球，加入树料微球，加入树脂中拌匀，固化。脂中拌匀，固化。泡沫泡沫形成形成泡沫泡沫增长增长泡沫泡沫稳定稳定 课件第三章 夹层结构3.3.3、泡沫夹层结构的制造、泡沫夹层结构的制造预制粘结成型法（适用于批量生产，外形简单的产品）预制粘结成型法（适用于批量生产，外形简单的产品）现场浇注成型法（使用于形状复杂的产品）现场浇注成型法（使用于形状复杂的产品） 机械连续成型法机械连续成型法（1）预制粘结成型法）预制粘结成型法 先将夹层结构的表面层和泡沫塑料芯材分别制造，先
35、将夹层结构的表面层和泡沫塑料芯材分别制造，然后将它们粘结起来的成型方法。然后将它们粘结起来的成型方法。 技术关键：合适的粘结剂和合理的工艺条件。技术关键：合适的粘结剂和合理的工艺条件。 3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺 课件第三章 夹层结构（2）现场浇注成型法）现场浇注成型法 在结构空腔内浇入发泡混合料，经发泡使泡沫塑在结构空腔内浇入发泡混合料，经发泡使泡沫塑料胀满空腔，经固化处理，和玻璃钢结成一个整体夹料胀满空腔，经固化处理，和玻璃钢结成一个整体夹层结构。层结构。 一般浇注料量比计算值要多一般浇注料量比计算值要多5。 3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制
36、造工艺（3）机械连续成型法）机械连续成型法 将两表面层用结实、等长的纱线连接，然后浸胶，由喷将两表面层用结实、等长的纱线连接，然后浸胶，由喷管喷入发泡料，经固化成型。管喷入发泡料，经固化成型。（4）其它成型法）其它成型法 先制作好泡沫塑料，然后采用浇注法或其他方法制作先制作好泡沫塑料，然后采用浇注法或其他方法制作蒙皮蒙皮(例如目前的外墙保温板生产等例如目前的外墙保温板生产等)。 课件第三章 夹层结构作业：作业：1、怎么区分硬质、半硬质、软质泡沫塑料？、怎么区分硬质、半硬质、软质泡沫塑料？ 2、简述泡沫塑料的发泡方法。、简述泡沫塑料的发泡方法。3.3 泡沫塑料夹层结构制造工艺泡沫塑料夹层结构制造工艺55 结束语结束语