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1、第3章聚合物复合材料的成型工艺1第1页，共99页，编辑于2022年，星期二特点：特点：比强度大，比模量大；比强度大，比模量大；耐疲劳性能好；减震性能好；耐疲劳性能好；减震性能好；耐烧蚀性能好；耐烧蚀性能好；工艺性好。工艺性好。3.1 聚合物基复合材料聚合物基复合材料2第2页，共99页，编辑于2022年，星期二3.1.1基体材料基体材料(一一)热固性聚合物:.不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂a.结构特征：由饱和结构特征：由饱和二元二元酸、不饱和酸、不饱和二元二元酸与酸与二元二元醇经缩聚反应合成的醇经缩聚反应合成的线型线型预聚体。预聚体。b.固化：固化：固化剂固化剂-乙烯、苯乙烯、丁二烯等单体。乙烯、
2、苯乙烯、丁二烯等单体。引发剂引发剂-过氧化物（加热固化）过氧化物（加热固化）促进剂促进剂-苯胺类和有机钴，室温固化。苯胺类和有机钴，室温固化。3第3页，共99页，编辑于2022年，星期二c.c.特点特点粘度低，工艺性好。粘度低，工艺性好。综合性能好，价廉，用量约占综合性能好，价廉，用量约占80%80%。有毒，体积收缩大，耐热性、强度和模量较低。有毒，体积收缩大，耐热性、强度和模量较低。一般不与高强度的碳纤维复合，与玻璃纤一般不与高强度的碳纤维复合，与玻璃纤维复合制作次受力件。维复合制作次受力件。4第4页，共99页，编辑于2022年，星期二a.双酚型双酚型 其中其中R:R:CHCH3 3-C-C
3、-CHCH3 3A A 丙基丙基-CH-CH2 2-F F 亚甲基亚甲基O O-S-S-O OS S 砜砜 双酚型双酚型环氧含硬性苯环，链刚性较高，只能用于聚合度低的环氧含硬性苯环，链刚性较高，只能用于聚合度低的树脂。耐热性好，强度高，韧性差。树脂。耐热性好，强度高，韧性差。(2)(2)、环氧树脂环氧树脂固化特点：固化特点：环氧活性基都在链两端，固化交联点不高。环氧活性基都在链两端，固化交联点不高。5第5页，共99页，编辑于2022年，星期二b.b.非双酚型非双酚型 三聚氰酸环氧含三氮杂环，有自熄性，耐三聚氰酸环氧含三氮杂环，有自熄性，耐电弧性好。电弧性好。链内含有环氧基，交联密度高，结合强链
4、内含有环氧基，交联密度高，结合强度及耐热性均提高。度及耐热性均提高。6第6页，共99页，编辑于2022年，星期二 c.c.胺基环氧胺基环氧 含高极性的酰胺键，粘结性好，力学性含高极性的酰胺键，粘结性好，力学性能较高；但耐水性差，电性能有所下降。能较高；但耐水性差，电性能有所下降。d.d.脂环族环氧脂环族环氧 不不含含苯苯环环，含含脂脂环环，稳稳定定性性更更高高，热热学学性性能能好好，耐耐紫紫外线，不易老化。粘度低，工艺性好。外线，不易老化。粘度低，工艺性好。e.e.脂肪族环氧脂肪族环氧 -高韧性环氧高韧性环氧 无无六六环环状状硬硬性性结结构构，冲冲击击韧韧性性好好，但但与与纤纤维维结结合力较差
5、。合力较差。7第7页，共99页，编辑于2022年，星期二环氧树脂固化：环氧树脂固化：环氧树脂分子中都含有活泼的环氧基团，可与多种固环氧树脂分子中都含有活泼的环氧基团，可与多种固化剂交联，形成网状结构。化剂交联，形成网状结构。常用固化剂：常用固化剂：二元胺类、二元酸酐类。二元胺类、二元酸酐类。芳香族胺或咪唑类固化剂，可提高强度及耐热性，芳香族胺或咪唑类固化剂，可提高强度及耐热性，但冲击韧性会降低。但冲击韧性会降低。潜伏剂：潜伏剂：单组份产品可加入潜伏剂，如双氰胺，室温下可单组份产品可加入潜伏剂，如双氰胺，室温下可存放存放6 6个月，个月，145 145 165165下，下，80 min80 mi
6、n可固化。可固化。8第8页，共99页，编辑于2022年，星期二 粘附力好，韧性较好，收缩率低。复合材料强粘附力好，韧性较好，收缩率低。复合材料强度高，尺寸稳定。度高，尺寸稳定。电性能好。介电强度高，耐电弧优良的绝缘材电性能好。介电强度高，耐电弧优良的绝缘材料。料。耐酸碱耐溶剂性强。耐酸碱耐溶剂性强。热稳定性良好。热稳定性良好。环氧树脂特点：环氧树脂特点：9第9页，共99页，编辑于2022年，星期二(3)(3)酚醛树脂酚醛树脂 由酚由酚 和醛和醛 缩合而成。缩合而成。酚酚/醛醛 0.90.9，碱碱催催化化可可得得体体型型热热固固性性树树脂。脂。O OH H C-H C-HOHOH1 15 53
7、3固化：固化：加热固化加热固化 加固化剂，如六次甲基四胺或有机酸。加固化剂，如六次甲基四胺或有机酸。碱性固化剂仍需加热，酸性固化剂可室温固化。碱性固化剂仍需加热，酸性固化剂可室温固化。分子结构10第10页，共99页，编辑于2022年，星期二特点：特点：耐热性高，可达耐热性高，可达315315。价格最低。价格最低。粘附性较差，粘附性较差，收缩率大收缩率大,气孔率高，性脆。气孔率高，性脆。改性：改性：引入柔性链。如：聚乙烯醇缩丁醛引入柔性链。如：聚乙烯醇缩丁醛 降低树脂中降低树脂中 -OH-OH 基的含量。如：以苯胺或二甲苯基的含量。如：以苯胺或二甲苯取代部分苯酚。提高电性能。取代部分苯酚。提高电
8、性能。硼酸改性酚。吸水性、耐热性、脆性和电学性能硼酸改性酚。吸水性、耐热性、脆性和电学性能均提高。均提高。11第11页，共99页，编辑于2022年，星期二应用：应用：酚醛树脂一般不与碳纤维复合，与玻璃纤酚醛树脂一般不与碳纤维复合，与玻璃纤维复合后，多用于电器绝缘材料。维复合后，多用于电器绝缘材料。碳含量高碳含量高7878，碳化收率达，碳化收率达6363，因此可，因此可用于制作烧蚀材料，用于导弹、航天器再用于制作烧蚀材料，用于导弹、航天器再入大气层的防护层。入大气层的防护层。12第12页，共99页，编辑于2022年，星期二（二）热塑性聚合物热塑性聚合物 与热固性聚合物相比：与热固性聚合物相比：力
9、学性能、耐热性、抗老化性等都较差。力学性能、耐热性、抗老化性等都较差。工艺简单、周期短、成本低、密度小、应用广。工艺简单、周期短、成本低、密度小、应用广。聚丙烯聚丙烯 柔柔性性无无极极性性链链。与与纤纤维维浸浸润润性性、结结合合力力较较差差。复复合合增增强强效效果果有有限限。原原料来源广泛，价格低，普通民用。料来源广泛，价格低，普通民用。.聚酰胺（尼龙）聚酰胺（尼龙）链链中中含含大大量量酰酰胺胺键键，链链间间以以氢氢键键连连接接。结结合合力力强强，强强度度高高，耐磨性好。使用温度耐磨性好。使用温度100100，吸水率高。，吸水率高。常用品种：尼龙常用品种：尼龙6 6、6666、10101010
10、、610610等。等。13第13页，共99页，编辑于2022年，星期二(3)(3)聚碳酸酯聚碳酸酯 由双酚由双酚A A的钠盐与碳酸双酰氯缩聚而成的钠盐与碳酸双酰氯缩聚而成 O-O-C-O-CC-O-C +NaCl+NaClCHCH3 3CHCH3 3O ONaO-C-ONa+Cl-C-Cl NaO-C-ONa+Cl-C-Cl CHCH3 3CHCH3 3O O 刚性苯环；变形小，抗蠕变，尺寸稳定。刚性苯环；变形小，抗蠕变，尺寸稳定。可与玻璃纤维和碳纤维复合。可与玻璃纤维和碳纤维复合。14第14页，共99页，编辑于2022年，星期二(4)(4)聚砜聚砜 以以砜砜和和苯苯环环连连结结成成硬硬性性链
11、链，可可在在100100150150下长期使用。下长期使用。可与碳纤维复合，用于宇航和汽车工业。可与碳纤维复合，用于宇航和汽车工业。此此外外：耐耐高高温温的的聚聚酰酰亚亚胺胺、双双马马来来酰酰亚亚胺胺等等杂杂环环结结构构的的聚聚合合物物，耐耐温温可可达达300300400400，也也常常作作为为复复合合材料的基材。材料的基材。15第15页，共99页，编辑于2022年，星期二3.1.2 聚合物基复合材料聚合物基复合材料基本性能基本性能 具有较高的比强度和比模量。具有较高的比强度和比模量。抗疲劳性能好，安全性高。抗疲劳性能好，安全性高。减振、隔音、保温、隔热。减振、隔音、保温、隔热。弹弹性性模模量
12、量不不高高、断断裂裂延延伸伸率率小小、抗抗冲冲击击强强度度差差、横横向强度、层间剪切强度低。向强度、层间剪切强度低。手工劳动强度大，质量不稳定。手工劳动强度大，质量不稳定。16第16页，共99页，编辑于2022年，星期二品种品种1 1、GFGF增强热固性塑料（增强热固性塑料（GFRPGFRP）-玻璃钢玻璃钢 17第17页，共99页，编辑于2022年，星期二、聚酯玻璃钢、聚酯玻璃钢 加工性能最好加工性能最好。低粘度，可室温固化；价低，用量占。低粘度，可室温固化；价低，用量占80%80%。、环氧玻璃钢、环氧玻璃钢 综合力学性能最好综合力学性能最好，耐蚀性好；粘度大，施工困难。，耐蚀性好；粘度大，施
13、工困难。酚醛玻璃钢酚醛玻璃钢 耐热性最好耐热性最好,50%50%、尺寸稳定性提高、尺寸稳定性提高20第20页，共99页，编辑于2022年，星期二21第21页，共99页，编辑于2022年，星期二3 3、高强度纤维增强塑料、高强度纤维增强塑料22第22页，共99页，编辑于2022年，星期二 、C C纤维增强塑料纤维增强塑料 比强度，比模量最高的材料；耐腐蚀耐热都很比强度，比模量最高的材料；耐腐蚀耐热都很 好。抗冲击性差，价格昂贵。好。抗冲击性差，价格昂贵。、芳纶纤维增强塑料、芳纶纤维增强塑料 与塑料相容性好，价格适中，应用前景广泛。与塑料相容性好，价格适中，应用前景广泛。抗拉强度与抗拉强度与C C
14、纤维相当，冲击强度远高于纤维相当，冲击强度远高于C C纤维；纤维；振动衰减是玻璃钢的振动衰减是玻璃钢的4 45 5倍。倍。抗压性能差。抗压性能差。23第23页，共99页，编辑于2022年，星期二、B B纤维增强塑料纤维增强塑料 突出优点是刚度好，价格比突出优点是刚度好，价格比C C纤维还贵。纤维还贵。、SiCSiC纤维增强塑料纤维增强塑料 突出优点是与树脂相容性好。突出优点是与树脂相容性好。碳纤维头盔碳纤维头盔地铁闸瓦地铁闸瓦24第24页，共99页，编辑于2022年，星期二芳芳纶纶纤纤维维增增强强C C纤纤维维增增强强25第25页，共99页，编辑于2022年，星期二26第26页，共99页，编辑
15、于2022年，星期二3.2 成型工艺成型工艺聚合物基复合材料的性能聚合物基复合材料的性能在在纤维纤维与与树脂树脂体系确定后体系确定后，主要决定于，主要决定于成型工艺成型工艺。成型工艺成型工艺主要包括以下两个方面：主要包括以下两个方面：27第27页，共99页，编辑于2022年，星期二一是一是成型成型，即将，即将预浸料预浸料按产品的要求，按产品的要求，铺置成铺置成一定的形状一定的形状，一般就是产品的形状，一般就是产品的形状;二是二是固化固化固化固化，即把已，即把已铺置成一定形状的铺置成一定形状的叠层预浸料叠层预浸料，在在温度、时间和压力等因素影响下温度、时间和压力等因素影响下使使形状固定形状固定形
16、状固定形状固定下来，并下来，并能达到预期的性能要求。能达到预期的性能要求。28第28页，共99页，编辑于2022年，星期二3.2.1基体树脂的选取：基体树脂的选取：受力结构件首选热固性树脂；大量使用、连续挤压次受力结构件首选热固性树脂；大量使用、连续挤压次受力件可选热塑性树脂（如建筑装饰）。受力件可选热塑性树脂（如建筑装饰）。90)(7)表面处理过程表面处理过程37第37页，共99页，编辑于2022年，星期二(8)脱模剂种类脱模剂种类薄膜型脱模剂薄膜型脱模剂 聚酯薄膜（聚酯薄膜（0.04mm 或或0.1mm）变形性小，价格贵变形性小，价格贵平板、波形板平板、波形板聚乙烯醇薄膜聚乙烯醇薄膜柔软性
17、好，形状较复杂件柔软性好，形状较复杂件聚乙烯薄膜聚乙烯薄膜变形性较好，价格便宜，但表面光洁度较聚酯薄膜差，不易铺变形性较好，价格便宜，但表面光洁度较聚酯薄膜差，不易铺平，不能重复使用。平，不能重复使用。38第38页，共99页，编辑于2022年，星期二液体脱模剂液体脱模剂聚乙烯醇溶液聚乙烯醇溶液 100150，干燥慢，干燥慢醋酸纤维素醋酸纤维素150200，光亮、平整、毒性小：价格贵，与环氧玻璃，光亮、平整、毒性小：价格贵，与环氧玻璃钢易粘结，常与其它脱模剂配合使用钢易粘结，常与其它脱模剂配合使用聚苯乙烯聚苯乙烯 环氧树脂环氧树脂，100,有毒有毒过氯乙烯过氯乙烯渗透性好，多孔性模具，不能与制品
18、直接接触，渗透性好，多孔性模具，不能与制品直接接触，120 硅橡胶和硅油硅橡胶和硅油150200，涂模后宜烘烤，涂模后宜烘烤150200/1-2h39第39页，共99页，编辑于2022年，星期二油膏、蜡类脱模剂油膏、蜡类脱模剂油膏类 硅脂、HK-50耐热油膏、变压器油、黄干油、凡士林油蜡类 省工省料、价格便宜，脱模效果好，80 脱模剂使用：脱模剂使用：清洗模具表面，涂蜡，毛巾布干清洗模具表面，涂蜡，毛巾布干擦，（溶剂挥发）硬化擦，（溶剂挥发）硬化40第40页，共99页，编辑于2022年，星期二1940年 美国 玻璃纤维增强聚酯 雷达罩1958年 我国 玻璃钢艇A41第41页，共99页，编辑于2
19、022年，星期二42第42页，共99页，编辑于2022年，星期二模具模具模具模具准备准备准备准备涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂手糊成型手糊成型手糊成型手糊成型树脂胶树脂胶树脂胶树脂胶液配制液配制液配制液配制增强材增强材增强材增强材料准备料准备料准备料准备固化固化固化固化脱模脱模脱模脱模后处理后处理后处理后处理检验检验检验检验制品制品制品制品手糊成型工艺流程图手糊成型工艺流程图色料色料填料填料+尺寸修整尺寸修整缺陷修补缺陷修补43第43页，共99页，编辑于2022年，星期二不受产品尺寸和形状限制，适宜不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大尺寸大、批批量小量小、形状复杂形状复杂产品的生产；产品的生产
20、；优点优点：设备简单设备简单、投资少投资少、设备、设备折旧费低折旧费低；工艺简单工艺简单；44第44页，共99页，编辑于2022年，星期二易于满足产品设计要求，可以易于满足产品设计要求，可以在产品在产品不同部位不同部位任意增补增强材料；任意增补增强材料；制品制品树脂含量较高树脂含量较高，耐腐蚀性好耐腐蚀性好。45第45页，共99页，编辑于2022年，星期二 生产效率生产效率低，低，劳动强度劳动强度大，大，劳动卫生条劳动卫生条件件差。差。缺点：缺点：产品质量产品质量不易控制，不易控制，性能稳定性性能稳定性不高。不高。产品产品力学性能力学性能较低。较低。46第46页，共99页，编辑于2022年，星
21、期二B.喷射成型工艺喷射成型工艺将分别将分别混有混有促进剂促进剂和和引发剂引发剂的的不饱和聚酯不饱和聚酯树脂树脂从喷枪两侧（或从喷枪两侧（或在喷枪内混合在喷枪内混合）喷出，同）喷出，同时将时将玻璃纤维无捻粗纱玻璃纤维无捻粗纱由喷枪中心由喷枪中心喷出，与树喷出，与树脂一起脂一起均匀沉积到模具上均匀沉积到模具上。氧化甲乙酮氧化甲乙酮47第47页，共99页，编辑于2022年，星期二喷射成型喷射成型喷射成型喷射成型对所用原材料对所用原材料有一定要求有一定要求，例如树脂体，例如树脂体系的系的粘度应适中粘度应适中，容易喷射雾化容易喷射雾化容易喷射雾化容易喷射雾化、脱除气泡脱除气泡脱除气泡脱除气泡和和浸润纤
22、浸润纤浸润纤浸润纤维维维维以及以及不带静电不带静电等。等。最常用的树脂最常用的树脂是是在室温或稍高温度下在室温或稍高温度下即可固化即可固化的的不饱和聚酯不饱和聚酯不饱和聚酯不饱和聚酯等。等。48第48页，共99页，编辑于2022年，星期二49第49页，共99页，编辑于2022年，星期二玻璃纤维无捻粗纱玻璃纤维无捻粗纱玻璃纤维无捻粗纱玻璃纤维无捻粗纱聚酯树脂聚酯树脂聚酯树脂聚酯树脂加热加热引发剂引发剂促进剂促进剂静态混合静态混合静态混合静态混合切切割割喷喷枪枪模模模模具具具具喷喷射射成成型型辊压辊压辊压辊压固化固化脱模脱模脱模脱模喷射成型工艺流程图喷射成型工艺流程图50第50页，共99页，编辑于
23、2022年，星期二玻璃粗砂代替织物，降低成本；玻璃粗砂代替织物，降低成本；生产效率生产效率可提高可提高24倍；倍；产品整体性好，无接痕；产品整体性好，无接痕；可减少飞边，裁布屑；可减少飞边，裁布屑；尺寸不少限制。尺寸不少限制。树脂含量高，制品强度低；树脂含量高，制品强度低；单面光滑；单面光滑；污染环境污染环境优优点点缺缺点点大型船体大型船体浴盆浴盆机械外罩机械外罩51第51页，共99页，编辑于2022年，星期二3.2.4模压成型工艺模压成型工艺模压成型工艺模压成型工艺模压成型工艺模压成型工艺是一种古老的技术，早在是一种古老的技术，早在20世纪初就世纪初就出现了出现了酚醛塑料酚醛塑料模压成型。模
24、压成型。模压成型是一种对模压成型是一种对热固性树脂热固性树脂热固性树脂热固性树脂和和热塑性树脂热塑性树脂都适用都适用的的纤维复合材料纤维复合材料成型方法。成型方法。52第52页，共99页，编辑于2022年，星期二工艺过程工艺过程将定量的将定量的预混料或预浸料预混料或预浸料放入放入金属对模金属对模中，中，经经加热加热、加压固化加压固化成型的方法。成型的方法。53第53页，共99页，编辑于2022年，星期二模压料的组成合成树脂 （环氧树脂、酚醛树脂）增强材料（无捻粗纱、有捻粗砂、连续玻璃纤维束、辅助材料 稀释剂、表面处理剂（偶联剂）、固化剂和促进剂、脱模剂、着色剂、填料硬脂酸盐熔点相差20%重量2
25、%沃兰沃兰硅烷硅烷钛酸酯钛酸酯甲基丙烯酸氯化铬络合物 15-20%碳酸钙、滑石粉、石英粉、云母粉活化填料54第54页，共99页，编辑于2022年，星期二金属对金属对金属对金属对模准备模准备模准备模准备涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂模压成型模压成型模压成型模压成型模塑料、模塑料、模塑料、模塑料、颗粒树脂颗粒树脂颗粒树脂颗粒树脂短纤维短纤维固化固化固化固化脱模脱模脱模脱模后处理后处理后处理后处理检验检验检验检验制品制品制品制品加热、加压加热、加压加热、加压加热、加压加热加热加热加热冷却冷却冷却冷却模压成型工艺流程图模压成型工艺流程图55第55页，共99页，编辑于2022年，星期二优点优点模压成型
26、工艺有模压成型工艺有较高的生产效率较高的生产效率，制品尺寸准确制品尺寸准确，表面光洁表面光洁表面光洁表面光洁，多数结构复杂的制品可，多数结构复杂的制品可一次成型一次成型，无需，无需二次加工，二次加工，制品外观及尺寸的制品外观及尺寸的重复性好重复性好，容易实现，容易实现机机机机械化和自动化械化和自动化械化和自动化械化和自动化等。等。56第56页，共99页，编辑于2022年，星期二缺点缺点模具设计制造复杂模具设计制造复杂，压机及模具，压机及模具投资高投资高投资高投资高，制，制品尺寸受设备限制，一般只品尺寸受设备限制，一般只适合制造批量大适合制造批量大的中、的中、小型制品。小型制品。57第57页，共
27、99页，编辑于2022年，星期二模压成型工艺模压成型工艺已成为已成为复合材料的重要成复合材料的重要成型方法型方法，在，在各种成型工艺中各种成型工艺中所占比例仅次于所占比例仅次于手糊手糊/喷射喷射和和连续成型连续成型，居第三位。，居第三位。近年来随着近年来随着专业化专业化、自动化自动化和和生产效率的生产效率的提高提高，制品成本制品成本不断降低，使用范围越来越广不断降低，使用范围越来越广泛。泛。58第58页，共99页，编辑于2022年，星期二模压制品模压制品模压制品模压制品主要用作主要用作结构件结构件、连接件连接件、防护件防护件和和电电气绝缘气绝缘等，广泛应用于等，广泛应用于工业工业、农业农业、交
28、通运输交通运输、电气电气、化工化工、建筑建筑、机械机械等领域。等领域。由于模压制品由于模压制品质量可靠质量可靠，在，在兵器兵器、飞机飞机、导弹导弹、卫星卫星上也都得到应用。上也都得到应用。59第59页，共99页，编辑于2022年，星期二3.2.5 层压成型工艺层压成型工艺层压成型工艺层压成型工艺，是把一定层数的，是把一定层数的浸胶布浸胶布浸胶布浸胶布(纸纸)叠在叠在一起，送入一起，送入多层液压机多层液压机，在一定的温度和压力下在一定的温度和压力下压压压压制成板材制成板材制成板材制成板材的工艺。的工艺。层压成型工艺层压成型工艺层压成型工艺层压成型工艺属于属于干法压力成型范畴干法压力成型范畴，是复
29、合，是复合材料的一种主要成型工艺。材料的一种主要成型工艺。60第60页，共99页，编辑于2022年，星期二层压成型工艺层压成型工艺生产的制品生产的制品包括各种包括各种绝缘绝缘材料板材料板、人造木板人造木板、塑料贴面板塑料贴面板、覆铜箔层覆铜箔层压板压板等。等。61第61页，共99页，编辑于2022年，星期二层压成型的生产工艺流程层压成型的生产工艺流程增强材料增强材料增强材料增强材料热固性树脂热固性树脂热固性树脂热固性树脂浸胶浸胶胶布胶布裁裁裁裁剪剪剪剪叠叠叠叠合合合合热热热热压压压压脱脱脱脱模模模模切切切切边边边边产产产产品品品品62第62页，共99页，编辑于2022年，星期二原材料质量含胶量
30、 2546%（293%）挥发物含量 微孔（酚醛树脂基1.53.3%）不溶性树脂含量 预聚合程度 提高制品力学性能2550%63第63页，共99页，编辑于2022年，星期二预浸胶布制备浸胶布制备使用经热处理热处理或化学处理的破璃布，经浸浸胶槽浸渍浸渍树脂胶液，通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量，在一定的温度下烘烤烘烤，使树脂由A阶转至B阶，从而得到所需的预浸胶布。复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品1545 s低高低 三段64第64页，共99页，编辑于2022年，星期二胶布中的树脂熔化 （全压的1/31/2)胶布在较低温度下开始固化加快反应速度（升温不能过快，避免暴聚）充分固化（树
31、脂特性和层合板厚度）避免翘曲、开裂层压工艺层压工艺65第65页，共99页，编辑于2022年，星期二层压成型工艺的优点层压成型工艺的优点是制品是制品表面光洁表面光洁、质量较好质量较好且且稳定稳定以及以及生产效率较高生产效率较高。层压成型工艺的缺点层压成型工艺的缺点是只能生产是只能生产板材板材，且，且产品的尺寸大小受设备的限制产品的尺寸大小受设备的限制。66第66页，共99页，编辑于2022年，星期二3.2.6 3.2.6 缠绕成型缠绕成型将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按一定规律缠将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按一定规律缠绕在芯模上，然后固化脱模得成品。绕在芯模上，然后固化脱模得成品。湿法、干
32、法、半干法。湿法、干法、半干法。固化可室温或加热固化固化可室温或加热固化适用于：中空高压容器。适用于：中空高压容器。如：火箭发动机壳体、如：火箭发动机壳体、导弹发射筒、大型储罐、管材等。导弹发射筒、大型储罐、管材等。67第67页，共99页，编辑于2022年，星期二68第68页，共99页，编辑于2022年，星期二聚脂、聚脂、环氧树脂环氧树脂酚醛、酚醛、热塑性树脂热塑性树脂69第69页，共99页，编辑于2022年，星期二芯模材料熔、溶性材料 石蜡、低熔点金属组装式芯模材料和内衬材料 金属芯模 石膏、木材 内衬 防腐与密封 橡胶、塑料、不锈钢、铝合金等 70第70页，共99页，编辑于2022年，星期
33、二800mm72第72页，共99页，编辑于2022年，星期二优点 能够按产品的受力状况设计缠绕规律，使能充分发挥纤维的强度；比强度高，与钢质压力容器相比，重量可减轻4060易实现机械化和自动化生产，产品质量稳定，可靠性高生产效率高，缠绕速度快(240 m/min)成本低：可合理配选若干种材料，达到最佳的技术经济效果。73第73页，共99页，编辑于2022年，星期二缺点缺点适应性小，不能缠任意结构形式的制品，特别是表面有凹的制品；需要有缠绕机芯根，固化加热炉投资大，技术要求高。74第74页，共99页，编辑于2022年，星期二计算机控制的缠绕机计算机控制的缠绕机玻璃钢固化玻璃钢固化玻璃钢管道玻璃钢
34、管道75第75页，共99页，编辑于2022年，星期二 3.2.7 拉挤成型工艺拉挤成型工艺拉挤成型工艺中，首先将拉挤成型工艺中，首先将浸渍过树脂胶液浸渍过树脂胶液的的连续纤维束连续纤维束或或带状织物带状织物在牵引装置作用下在牵引装置作用下通过通过成型模成型模而而定型定型；76第76页，共99页，编辑于2022年，星期二卧式拉挤成型过程原理图卧式拉挤成型过程原理图卧式拉挤成型过程原理图卧式拉挤成型过程原理图制品制品制品制品切割切割切割切割纤维纤维纤维纤维树脂槽树脂槽树脂槽树脂槽挤挤挤挤胶胶胶胶器器器器预预预预成成成成型型型型拉拉拉拉拢拢拢拢热热热热模模模模77第77页，共99页，编辑于2022年
35、，星期二78第78页，共99页，编辑于2022年，星期二其次，其次，在模中或固化炉中在模中或固化炉中固化固化，制成具有，制成具有特特定横截面形状定横截面形状和和长度不受限制的长度不受限制的复合材料，如复合材料，如管管材材、棒材棒材、槽型材槽型材、工字型材工字型材、方型材方型材等。等。79第79页，共99页，编辑于2022年，星期二要求：增强纤维的增强纤维的强度高强度高、集、集束性好束性好、不发生悬垂不发生悬垂和容易被树脂胶液和容易被树脂胶液浸润浸润。种类种类：玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳纤维：玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳纤维以及金属纤维等。以及金属纤维等。80第80页，共99页，编辑于20
36、22年，星期二排纱排纱就是将增强材料放置在纱架上并将这些材料按照设计要求引出。放纱形式：纤维内退(纱架不动，玻璃纤维）；纤维外退（旋转，碳、芳纶等特种纤维）不管在一层纱架上要穿多少束纤维，引出的纤维都不能互相之间产生缠结现象，必须严格独立，互不干扰。81第81页，共99页，编辑于2022年，星期二预成型 引导浸胶后的呈扁平带状纤维逐渐演变成最接近拉挤产品的形状。同时挤去增强材料中多余的树脂，并排除带入材料中的气泡，以获得结构致密的拉挤制品。预成型模，从简单到复杂逐渐过渡的，长度约为0.6-1.2m。拉挤成型棒材 管状预成型模，一块板上制作一定数量的、呈放射性分布的过纱孔。管材 芯轴预成型模。异
37、型材 2到6块左右的预成型模组，以保证纤维与毡材能够较为顺利地合理过渡到合适的形状，与型材截面形状接近。82第82页，共99页，编辑于2022年，星期二板状结构导纱板状结构导纱槽型结构导纱模组槽型结构导纱模组83第83页，共99页，编辑于2022年，星期二玻璃钢拉挤模具 84第84页，共99页，编辑于2022年，星期二成型模具的设计 树脂体系固化反应的化学及物理特性拉挤材料与模具壁的摩擦性能。加热区温度的相互协调一致。预热区、凝胶区及固化区“凝胶点”，“放热峰，“脱离点”。使凝胶点、放热峰及脱离点靠近而且集中在凝胶区，否则可能出现产品力学性能差以及粘膜等现象。85第85页，共99页，编辑于20
38、22年，星期二牵引装置基本要求：必须保证连续牵引；牵引力、牵引速度可调，夹持力可调，夹头可随意更换设计衬垫，以增强摩擦力，并减少对产品外表面的损伤。往复式夹持牵引装置，它具有两对可以在拉挤方向前后交替运动的牵引装置。86第86页，共99页，编辑于2022年，星期二优点优点 生产效率高生产效率高，易于实现自动化；，易于实现自动化；制品中增强材料的含量一般为制品中增强材料的含量一般为40-80，能够充分发挥增强材料的作用，能够充分发挥增强材料的作用，制品制品性能稳定可靠性能稳定可靠；87第87页，共99页，编辑于2022年，星期二不需要或仅需要进行少量加工，生产过程不需要或仅需要进行少量加工，生产
39、过程中中树脂损耗少树脂损耗少；制品的制品的纵向和横向强度可任意调整纵向和横向强度可任意调整，以，以适应不同制品的使用要求，其长度可适应不同制品的使用要求，其长度可根据需要根据需要定定长切割长切割。88第88页，共99页，编辑于2022年，星期二目前，随着目前，随着科学和技术科学和技术的不断发展，正向着的不断发展，正向着提高生产速度提高生产速度、热塑性和热固性树脂同时使用热塑性和热固性树脂同时使用的的复合结构材料复合结构材料复合结构材料复合结构材料和方向发展。和方向发展。生产生产大型制品大型制品大型制品大型制品，改进，改进产品外观质量产品外观质量和和提高产品提高产品提高产品提高产品的横向强度的横
40、向强度的横向强度的横向强度都将是都将是拉挤成型工艺拉挤成型工艺今后的发展方向。今后的发展方向。89第89页，共99页，编辑于2022年，星期二其它拉挤成型工艺弯曲制品拉挤成型 旋转模 GE 汽车板簧有填料芯的拉挤成型发泡粘土、膨胀珍珠岩 树脂粒料温度螺杆转速及背压 2550r/min 排除气体和挥发物，注射压力的815%注射速度及压力注射速度及压力 50200MPa 1560s 热塑性热塑性 510s 热固性热固性成型周期成型周期热敏性和熔体粘度97第97页，共99页，编辑于2022年，星期二注射成型工艺注射成型工艺要求要求树脂与短纤维的混合树脂与短纤维的混合均匀均匀，混合体系有，混合体系有良好的流动性良好的流动性，而，而纤维含纤维含量不宜过高量不宜过高，一般在，一般在30-40左右。左右。98第98页，共99页，编辑于2022年，星期二注射成型法注射成型法所得制品所得制品的的精度高精度高、生产周生产周期短期短、效率较高效率较高、容易实现自动控制容易实现自动控制，除氟，除氟树脂外，几乎所有的树脂外，几乎所有的热塑性树脂热塑性树脂都可以采用这都可以采用这种方法成型。种方法成型。99第99页，共99页，编辑于2022年，星期二