聚合物基復(fù)合材料成型課件

1、2021-11-111第第11章章 聚合物基復(fù)聚合物基復(fù)合材料成型合材料成型2021-11-11211.1 概述概述v1、制造過(guò)程：、制造過(guò)程： （1）原輔材料準(zhǔn)備原輔材料準(zhǔn)備階段：樹(shù)脂、溶劑、固化劑、促階段：樹(shù)脂、溶劑、固化劑、促 進(jìn)劑、填料和顏料等的配制；增強(qiáng)材料的處理進(jìn)劑、填料和顏料等的配制；增強(qiáng)材料的處理 及浸漬；模具的清理及涂覆脫模劑。及浸漬；模具的清理及涂覆脫模劑。 （2）成型成型階段：采用某種成型方法而成型，并進(jìn)行階段：采用某種成型方法而成型，并進(jìn)行 固化定型和脫模，得到初級(jí)制件；固化定型和脫模，得到初級(jí)制件； （3）制件的）制件的后處理與機(jī)械加工后處理與機(jī)械加工階段：制品熱處理

2、、階段：制品熱處理、 加工修飾和檢驗(yàn)。加工修飾和檢驗(yàn)。 2021-11-113 v 2、采用的成型方法：、采用的成型方法： (1)手糊成型手糊成型 (2)模壓成型模壓成型 (3)層壓或卷制成型層壓或卷制成型 (4)纏繞成型纏繞成型 (5)拉擠成型拉擠成型 (6)離心澆鑄成型離心澆鑄成型 (7)樹(shù)脂傳遞成型樹(shù)脂傳遞成型 (8)夾層結(jié)構(gòu)成型夾層結(jié)構(gòu)成型 (9)噴射成型噴射成型(10)真空浸膠成型真空浸膠成型 （11）擠出成型）擠出成型 (12)注射成型注射成型 (13)熱塑性片狀模塑料熱沖壓成型熱塑性片狀模塑料熱沖壓成型2021-11-11411.2 手糊成型手糊成型v手糊成型手糊成型：用：用纖維

3、纖維增強(qiáng)材料和樹(shù)脂膠液在模具上鋪敷成型，增強(qiáng)材料和樹(shù)脂膠液在模具上鋪敷成型，室溫室溫(或加熱或加熱)、無(wú)壓、無(wú)壓(或低壓或低壓)條件下固化，脫模成制品的工條件下固化，脫模成制品的工藝方法。藝方法。 手糊成型工藝流程手糊成型工藝流程 2021-11-115v1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)： (1) 不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制適宜尺寸大、批量小、形狀不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制適宜尺寸大、批量小、形狀 復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)；復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)； (2)設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、設(shè)備折舊費(fèi)低；設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、設(shè)備折舊費(fèi)低； (3)工藝簡(jiǎn)便；工藝簡(jiǎn)便； (4)易于滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，可以在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ)易于滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，可以在產(chǎn)品不同

4、部位任意增補(bǔ) 增強(qiáng)材料；增強(qiáng)材料； (5)制品樹(shù)脂含量較高，耐腐蝕性好；制品樹(shù)脂含量較高，耐腐蝕性好； v2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn)： (1)生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)衛(wèi)生條件差生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)衛(wèi)生條件差 (2)產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高；產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高； (3)產(chǎn)品力學(xué)性能偏低。產(chǎn)品力學(xué)性能偏低。2021-11-116v11.2.1 原材料的選擇原材料的選擇(聚合物聚合物基體基體和和增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料) (1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的性能要求；產(chǎn)品設(shè)計(jì)的性能要求； (2)手糊成型工藝要求；手糊成型工藝要求； (3)價(jià)格便宜，材料容易取得。價(jià)格便宜，材料容易取得。 基體的選擇基體的選

5、擇應(yīng)滿(mǎn)足：能在室溫下凝膠、固化，并在固化過(guò)程應(yīng)滿(mǎn)足：能在室溫下凝膠、固化，并在固化過(guò)程中無(wú)低分子物產(chǎn)生；能配制成粘度適當(dāng)?shù)哪z液，適宜手糊成中無(wú)低分子物產(chǎn)生；能配制成粘度適當(dāng)?shù)哪z液，適宜手糊成型的膠液粘度為型的膠液粘度為0.2Pas0.5Pas；無(wú)毒或低毒；價(jià)格便宜。；無(wú)毒或低毒；價(jià)格便宜。 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料的選擇：纖維及其織物，它賦予復(fù)合材料以?xún)?yōu)良的的選擇：纖維及其織物，它賦予復(fù)合材料以?xún)?yōu)良的機(jī)械性能。機(jī)械性能。玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和其它纖維。和其它纖維。2021-11-117v樹(shù)脂類(lèi)型樹(shù)脂類(lèi)型:不飽和聚酯不飽和聚酯（80）,其次是其次是EP樹(shù)脂。樹(shù)脂。 稀釋劑

6、：稀釋劑：調(diào)節(jié)樹(shù)脂粘度分調(diào)節(jié)樹(shù)脂粘度分活性稀釋劑和非活性稀釋劑活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩類(lèi)。兩類(lèi)。非活性稀釋劑不參與固化反應(yīng)非活性稀釋劑不參與固化反應(yīng)，僅起，僅起降低粘度降低粘度作用，一般加作用，一般加入量為樹(shù)脂質(zhì)量的入量為樹(shù)脂質(zhì)量的515%，在樹(shù)脂固化時(shí)大部分逸出，從，在樹(shù)脂固化時(shí)大部分逸出，從而增大了樹(shù)脂固化收縮率，降低力學(xué)性能和熱變形溫度。而增大了樹(shù)脂固化收縮率，降低力學(xué)性能和熱變形溫度?；罨钚韵♂寗﹨⑴c樹(shù)脂固化性稀釋劑參與樹(shù)脂固化反應(yīng)，對(duì)樹(shù)脂反應(yīng)，對(duì)樹(shù)脂固化后性能影響較小固化后性能影響較小。 填料：填料：降低成本，改善樹(shù)脂基體性能降低成本，改善樹(shù)脂基體性能(如低收縮性、自熄性、如低收縮

7、性、自熄性、耐磨性等耐磨性等)，（粘土、碳酸鈣、白云石、滑石粉、石英砂、石，（粘土、碳酸鈣、白云石、滑石粉、石英砂、石墨、聚氯乙烯粉）。墨、聚氯乙烯粉）。 觸變劑：觸變劑：在糊制垂直或傾斜面層時(shí)，在糊制垂直或傾斜面層時(shí)，避免避免“流膠流膠”，可加入，可加入少量活性少量活性SiO2。由于活性。由于活性SiO2比表面積大，樹(shù)脂受到外力觸比表面積大，樹(shù)脂受到外力觸動(dòng)時(shí)才流動(dòng)，這樣在施工時(shí)既避免樹(shù)脂流失，保證制品質(zhì)量。動(dòng)時(shí)才流動(dòng)，這樣在施工時(shí)既避免樹(shù)脂流失，保證制品質(zhì)量。2021-11-118v11.2.2 手糊成型模具與脫模劑手糊成型模具與脫模劑 1.模具結(jié)構(gòu)與材料模具結(jié)構(gòu)與材料 1）模具結(jié)構(gòu)）模具

8、結(jié)構(gòu) 分分單模單模和和對(duì)模對(duì)模兩類(lèi)。單模又分兩類(lèi)。單模又分陽(yáng)模和陰模陽(yáng)模和陰模兩種，對(duì)模由陰、兩種，對(duì)模由陰、陽(yáng)模兩部分組成。陽(yáng)模兩部分組成。 成型模具分類(lèi)成型模具分類(lèi)2021-11-119v2）模具材料）模具材料 最普遍的是最普遍的是玻璃鋼玻璃鋼?？晒┻x用的其它模具材料：?？晒┻x用的其它模具材料：（1）木材木材：要求質(zhì)地均勻，不易收縮變形；常用木材有紅松、：要求質(zhì)地均勻，不易收縮變形；常用木材有紅松、杉木等。缺點(diǎn)是不耐久吸濕、不耐熱。模具表面須進(jìn)行封孔處杉木等。缺點(diǎn)是不耐久吸濕、不耐熱。模具表面須進(jìn)行封孔處理。適用于小批量生產(chǎn)的中小型制品。理。適用于小批量生產(chǎn)的中小型制品。（2）石膏和砂石膏

9、和砂：砂：石膏：砂：石膏1：8，加入，加入20%水，混合均勻后制水，混合均勻后制模。模具制造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。但不耐用，易吸濕，模具表面也模。模具制造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。但不耐用，易吸濕，模具表面也需進(jìn)行封孔處理。適合量少或形狀復(fù)雜制品。需進(jìn)行封孔處理。適合量少或形狀復(fù)雜制品。（3）石蠟石蠟：適合形狀復(fù)雜數(shù)量小的制品。：適合形狀復(fù)雜數(shù)量小的制品。（4）可溶性鹽可溶性鹽：由磷酸鋁：由磷酸鋁(60%70%)、碳酸鈉（、碳酸鈉（3040)、偏硼酸鈉偏硼酸鈉(58)、石英粉（、石英粉（2%)等組分等組分(質(zhì)量比質(zhì)量比)，加工成粉，加工成粉料壓制燒結(jié)成型。在料壓制燒結(jié)成型。在80水中能迅速溶解脫模。用于形狀復(fù)雜水

10、中能迅速溶解脫模。用于形狀復(fù)雜不易脫模的制品。不易脫模的制品。（5）低熔點(diǎn)金屬低熔點(diǎn)金屬：由：由58的鉍與的鉍與42的錫的錫(質(zhì)量比質(zhì)量比)制成，熔點(diǎn)為制成，熔點(diǎn)為135，制模周期短，可重復(fù)使用。，制模周期短，可重復(fù)使用。（6）金屬金屬：常用的有鋼材、鑄鋁等：常用的有鋼材、鑄鋁等(不能用銅不能用銅)。模具不變形，精。模具不變形，精度高。適用于大批量小型高精度制品，因制造周期長(zhǎng)、成本高。度高。適用于大批量小型高精度制品，因制造周期長(zhǎng)、成本高。2021-11-1110v 2.脫模劑脫模劑 脫模劑的使用溫度應(yīng)高于固化溫度。脫模劑的使用溫度應(yīng)高于固化溫度。 脫模劑脫模劑分外脫模劑分外脫模劑和和內(nèi)脫模劑

11、內(nèi)脫模劑兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。外脫模劑外脫模劑主要應(yīng)主要應(yīng)用于手糊成型和冷固化系統(tǒng)，用于手糊成型和冷固化系統(tǒng)，內(nèi)脫模劑內(nèi)脫模劑主要用于模壓成型和主要用于模壓成型和熱固化系統(tǒng)。熱固化系統(tǒng)。 2021-11-1111v11.2.3 手糊工藝過(guò)程手糊工藝過(guò)程 1.原材料準(zhǔn)備原材料準(zhǔn)備 1）膠液準(zhǔn)備）膠液準(zhǔn)備 膠液的膠液的工藝性工藝性:膠液膠液粘度粘度和和凝膠時(shí)間凝膠時(shí)間。 粘度過(guò)高粘度過(guò)高不易涂刷和浸透增強(qiáng)材料；不易涂刷和浸透增強(qiáng)材料；粘度過(guò)低粘度過(guò)低，在樹(shù)脂凝膠，在樹(shù)脂凝膠前發(fā)生膠液流失，使制品出現(xiàn)缺陷。在前發(fā)生膠液流失，使制品出現(xiàn)缺陷。在0.2Pas0.8Pas之間為之間為宜。粘度可通過(guò)加入稀釋劑調(diào)節(jié)

12、。宜。粘度可通過(guò)加入稀釋劑調(diào)節(jié)。 凝膠時(shí)間凝膠時(shí)間:在一定溫度條件下，樹(shù)脂中加入定量的引發(fā)劑、促在一定溫度條件下，樹(shù)脂中加入定量的引發(fā)劑、促進(jìn)劑或固化劑，從粘流態(tài)到失去流動(dòng)性，變成軟膠狀態(tài)的凝膠進(jìn)劑或固化劑，從粘流態(tài)到失去流動(dòng)性，變成軟膠狀態(tài)的凝膠所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 2）增強(qiáng)材料淮備）增強(qiáng)材料淮備 布和氈布和氈。為提高同基體的粘結(jié)力，必須進(jìn)行。為提高同基體的粘結(jié)力，必須進(jìn)行表面處理表面處理。 3）膠衣糊準(zhǔn)備）膠衣糊準(zhǔn)備 膠衣糊是用來(lái)制作表面膠衣層的。具有耐水煮、耐熱、不易膠衣糊是用來(lái)制作表面膠衣層的。具有耐水煮、耐熱、不易污染及柔韌耐磨。污染及柔韌耐磨。2021-11-1112v 2.糊

13、制糊制 1)表面層表面層 膠衣層采用膠衣層采用涂刷涂刷和和噴涂噴涂?jī)煞N方法。涂刮膠衣為兩遍，第一兩種方法。涂刮膠衣為兩遍，第一遍膠衣基本固化后，刷第二遍。兩遍涂刷方向垂直為宜。膠遍膠衣基本固化后，刷第二遍。兩遍涂刷方向垂直為宜。膠衣層開(kāi)始凝膠時(shí)，立即鋪放一層較柔軟的增強(qiáng)材料，最理想衣層開(kāi)始凝膠時(shí)，立即鋪放一層較柔軟的增強(qiáng)材料，最理想的為玻璃纖維表面氈。既能增強(qiáng)膠衣層的為玻璃纖維表面氈。既能增強(qiáng)膠衣層(防止龜裂防止龜裂)，又有利，又有利于膠衣層與結(jié)構(gòu)層于膠衣層與結(jié)構(gòu)層(玻璃布玻璃布)的粘合。膠衣層全部凝膠后，即的粘合。膠衣層全部凝膠后，即可開(kāi)始手糊作業(yè)，否則易損傷膠衣層。但膠衣層完全固化后可開(kāi)始

14、手糊作業(yè)，否則易損傷膠衣層。但膠衣層完全固化后再進(jìn)行手糊作業(yè)，又將影響膠衣層與制品間的粘結(jié)。涂刷膠再進(jìn)行手糊作業(yè)，又將影響膠衣層與制品間的粘結(jié)。涂刷膠衣的工具是毛刷，毛要短、質(zhì)地柔軟。注意防止漏刷和裹入衣的工具是毛刷，毛要短、質(zhì)地柔軟。注意防止漏刷和裹入空氣?？諝?。2021-11-1113v2）鋪層控制）鋪層控制 對(duì)于外形要求高的受力制品，同一鋪層纖維盡可能連續(xù)，對(duì)于外形要求高的受力制品，同一鋪層纖維盡可能連續(xù)，切忌隨意切斷或拼接，否則將嚴(yán)重降低制品力學(xué)性能。切忌隨意切斷或拼接，否則將嚴(yán)重降低制品力學(xué)性能。 鋪層拼接的設(shè)計(jì)原則：制品強(qiáng)度損失小，不影響外觀質(zhì)量鋪層拼接的設(shè)計(jì)原則：制品強(qiáng)度損失小，

15、不影響外觀質(zhì)量和尺寸精度；施工方便。拼接的形式有搭接與對(duì)接兩種，以和尺寸精度；施工方便。拼接的形式有搭接與對(duì)接兩種，以對(duì)接為宜。對(duì)接式鋪層可保持纖維的平直性，產(chǎn)品外形不發(fā)對(duì)接為宜。對(duì)接式鋪層可保持纖維的平直性，產(chǎn)品外形不發(fā)生畸變，并且制品外形和質(zhì)量分布的重復(fù)性。為不致將低接生畸變，并且制品外形和質(zhì)量分布的重復(fù)性。為不致將低接續(xù)區(qū)強(qiáng)度，各層的接縫必須錯(cuò)開(kāi)，并在接縫區(qū)多加一層附加續(xù)區(qū)強(qiáng)度，各層的接縫必須錯(cuò)開(kāi)，并在接縫區(qū)多加一層附加布布 鋪層接縫處理鋪層接縫處理2021-11-1114v 3.固化固化 引發(fā)劑引發(fā)劑是一種活性較大含有共價(jià)鍵的化合物是一種活性較大含有共價(jià)鍵的化合物(游離基聚合游離基聚合

16、)。臨界溫度臨界溫度（產(chǎn)生游離基的最低溫度）大都在（產(chǎn)生游離基的最低溫度）大都在60130。 手糊成型大多是室溫固化，應(yīng)選擇活化能和臨界溫度較低的手糊成型大多是室溫固化，應(yīng)選擇活化能和臨界溫度較低的引發(fā)劑。固化過(guò)程可分為引發(fā)劑。固化過(guò)程可分為三個(gè)階段三個(gè)階段：凝膠凝膠階段、階段、定型定型階段階段(硬化硬化階段階段)、熱化熱化階段階段(完全固化階段完全固化階段)。 固化度固化度：熱固性樹(shù)脂固化反應(yīng)的程度，用百分率表示?？刂疲簾峁绦詷?shù)脂固化反應(yīng)的程度，用百分率表示?？刂乒袒仁枪袒仁潜ＷC制品質(zhì)量保證制品質(zhì)量的重要條件之一。固化度愈大，表明樹(shù)的重要條件之一。固化度愈大，表明樹(shù)脂的固化程度愈高。脂的

17、固化程度愈高。2021-11-111511.3 模壓成型模壓成型v11.3.1 概述概述 1、模壓成型模壓成型：將一定量的模壓料放入金屬對(duì)模中，在一定：將一定量的模壓料放入金屬對(duì)模中，在一定的溫度和壓力作用下固化成型。在模壓成型過(guò)程中需加熱和的溫度和壓力作用下固化成型。在模壓成型過(guò)程中需加熱和加壓，使模壓料塑化、流動(dòng)充滿(mǎn)模腔，并使樹(shù)脂固化反應(yīng)。加壓，使模壓料塑化、流動(dòng)充滿(mǎn)模腔，并使樹(shù)脂固化反應(yīng)。在模壓料充滿(mǎn)模腔的流動(dòng)過(guò)程中，不僅樹(shù)脂流動(dòng)，增強(qiáng)材料在模壓料充滿(mǎn)模腔的流動(dòng)過(guò)程中，不僅樹(shù)脂流動(dòng)，增強(qiáng)材料也要隨之流動(dòng)，所以模壓成型工藝的成型壓力較其它方法高，也要隨之流動(dòng)，所以模壓成型工藝的成型壓力較其

18、它方法高，屬于高壓成型。屬于高壓成型。 2、優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：較高的生產(chǎn)效率、制品尺寸準(zhǔn)確、表面光潔、結(jié)：較高的生產(chǎn)效率、制品尺寸準(zhǔn)確、表面光潔、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型、無(wú)需有損制品性能的二次加工、構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型、無(wú)需有損制品性能的二次加工、制品外觀及尺寸的重復(fù)性好、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。制品外觀及尺寸的重復(fù)性好、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 3、缺點(diǎn)缺點(diǎn)：模具設(shè)計(jì)制造復(fù)雜、壓機(jī)及模具投資高、制品尺：模具設(shè)計(jì)制造復(fù)雜、壓機(jī)及模具投資高、制品尺寸受設(shè)備限制，一般只適合制造批量大的中、小型制品。寸受設(shè)備限制，一般只適合制造批量大的中、小型制品。 2021-11-1116v4、按增強(qiáng)材料物態(tài)和模壓料

19、品種分為下列幾類(lèi)：、按增強(qiáng)材料物態(tài)和模壓料品種分為下列幾類(lèi)： (1)纖維料模壓：纖維料模壓：將預(yù)混或者預(yù)浸的纖維模壓料裝在金屬模將預(yù)混或者預(yù)浸的纖維模壓料裝在金屬模具中加熱加壓成型制品。具中加熱加壓成型制品。 (2)織物模壓織物模壓：將預(yù)先織成所需形狀的兩向、三向以及多向：將預(yù)先織成所需形狀的兩向、三向以及多向織物浸漬樹(shù)脂后在金屬對(duì)模中加熱加壓成型。通過(guò)配制不織物浸漬樹(shù)脂后在金屬對(duì)模中加熱加壓成型。通過(guò)配制不同方向的纖維使制品層間剪切強(qiáng)度明顯提高質(zhì)量穩(wěn)定、成同方向的纖維使制品層間剪切強(qiáng)度明顯提高質(zhì)量穩(wěn)定、成本高、適用于有特殊性能要求的制品。本高、適用于有特殊性能要求的制品。 (3)層壓模壓層壓

20、模壓：將預(yù)浸膠布或氈剪成所需形狀，經(jīng)過(guò)疊層后：將預(yù)浸膠布或氈剪成所需形狀，經(jīng)過(guò)疊層后放入金屬對(duì)模中加熱加壓成型制品。它適于成型薄壁制品。放入金屬對(duì)模中加熱加壓成型制品。它適于成型薄壁制品。 (4)碎布料模壓碎布料模壓：將預(yù)浸膠布剪成碎布?jí)K放入模具中加熱加：將預(yù)浸膠布剪成碎布?jí)K放入模具中加熱加壓成型制品。壓成型制品。2021-11-1117 (5)纏繞模壓：纏繞模壓：將預(yù)浸漬的玻璃纖維或布帶纏繞在一定模型上，將預(yù)浸漬的玻璃纖維或布帶纏繞在一定模型上，再在金屬對(duì)模中加熱加壓定型。這種方法適用于有特殊要求再在金屬對(duì)模中加熱加壓定型。這種方法適用于有特殊要求的制品及管材。的制品及管材。 (6)SMC模

21、壓模壓：將：將SMC片材按制品尺寸、形狀、厚度等要求裁片材按制品尺寸、形狀、厚度等要求裁剪下料，然后將多層片材疊合后放入模具加熱加壓成型制品。剪下料，然后將多層片材疊合后放入模具加熱加壓成型制品。此法適于大面積制品成型，目前在汽車(chē)工業(yè)、浴缸制造等方此法適于大面積制品成型，目前在汽車(chē)工業(yè)、浴缸制造等方面得到了迅速發(fā)展。面得到了迅速發(fā)展。 (7)預(yù)成型坯模壓預(yù)成型坯模壓：先將短切纖維制成與制品形狀和尺寸相似：先將短切纖維制成與制品形狀和尺寸相似的預(yù)成型坯，然后將其放入模具中倒入樹(shù)脂混合物，在一定的預(yù)成型坯，然后將其放入模具中倒入樹(shù)脂混合物，在一定溫度壓力下成型。它適用于制造大型、高強(qiáng)、異形、深度較

22、溫度壓力下成型。它適用于制造大型、高強(qiáng)、異形、深度較大、壁厚均一的制品。大、壁厚均一的制品。 (8)定向鋪設(shè)模壓定向鋪設(shè)模壓：將單向預(yù)浸料：將單向預(yù)浸料(纖維或無(wú)緯布纖維或無(wú)緯布)沿制品主應(yīng)力沿制品主應(yīng)力方向取向鋪設(shè)，然后模壓成型。制品中纖維含量可高達(dá)方向取向鋪設(shè)，然后模壓成型。制品中纖維含量可高達(dá)70，適用于成型單向強(qiáng)度要求高的制品。適用于成型單向強(qiáng)度要求高的制品。 2021-11-1118v11.3.2 模壓料模壓料 1. 原料原料: 短纖維增強(qiáng)材料、樹(shù)脂基體和輔助材料。短纖維增強(qiáng)材料、樹(shù)脂基體和輔助材料。 樹(shù)脂樹(shù)脂：各種類(lèi)型的：各種類(lèi)型的酚醛酚醛樹(shù)脂和樹(shù)脂和環(huán)氧環(huán)氧樹(shù)脂。樹(shù)脂。 酚醛樹(shù)脂

23、有氨酚醛、鎂酚醛、鋇酚醛、硼酚醛以及由酚醛樹(shù)脂有氨酚醛、鎂酚醛、鋇酚醛、硼酚醛以及由聚乙烯醇縮丁醛改性的酚醛樹(shù)脂等。環(huán)氧樹(shù)脂有雙酚聚乙烯醇縮丁醛改性的酚醛樹(shù)脂等。環(huán)氧樹(shù)脂有雙酚A型、型、酚醛環(huán)氧型及其它改性型。酚醛環(huán)氧型及其它改性型。 短纖維增強(qiáng)材料：短纖維增強(qiáng)材料：玫璃纖維、高硅氧纖維也使用碳纖維、尼玫璃纖維、高硅氧纖維也使用碳纖維、尼龍纖維以及兩種以上纖維混雜材料。纖維長(zhǎng)度多為龍纖維以及兩種以上纖維混雜材料。纖維長(zhǎng)度多為30mm50mm。含量一般在。含量一般在5060范圍內(nèi)范圍內(nèi)(質(zhì)量比質(zhì)量比)。 輔助材料：輔助材料：使模壓料具有良好的工藝性和滿(mǎn)足制品的持殊性能使模壓料具有良好的工藝性和滿(mǎn)

24、足制品的持殊性能要求。如改善要求。如改善流動(dòng)性流動(dòng)性、尺寸穩(wěn)定性尺寸穩(wěn)定性、阻燃性阻燃性、耐化學(xué)腐蝕性耐化學(xué)腐蝕性等。等。 2021-11-1119v 2.短纖維模壓料的制備與質(zhì)量控制短纖維模壓料的制備與質(zhì)量控制 短纖維模壓料呈短纖維模壓料呈散亂散亂狀態(tài)，纖維狀態(tài)，纖維無(wú)一定方向無(wú)一定方向。模壓時(shí)流動(dòng)。模壓時(shí)流動(dòng)性好，適宜制造形狀復(fù)雜的小型制品。性好，適宜制造形狀復(fù)雜的小型制品。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：制備過(guò)程中纖維強(qiáng)度損失較大、比容大、模壓時(shí)裝：制備過(guò)程中纖維強(qiáng)度損失較大、比容大、模壓時(shí)裝模困難、模具需設(shè)計(jì)較大的裝料室并需采用多次預(yù)壓程序合模困難、模具需設(shè)計(jì)較大的裝料室并需采用多次預(yù)壓程序合模。模。20

25、21-11-1120v11.3.3 SMC成型成型v1.成型過(guò)程成型過(guò)程 SMC(片狀模塑料片狀模塑料)：不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、交：不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑和著色劑等混合成樹(shù)聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑和著色劑等混合成樹(shù)脂糊，浸漬短切玻璃纖維粗紗或玻璃纖維氈，并在兩面用聚脂糊，浸漬短切玻璃纖維粗紗或玻璃纖維氈，并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來(lái)形成的片狀模壓成型材料。乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來(lái)形成的片狀模壓成型材料。 特點(diǎn)特點(diǎn): (1)操作處理方便操作處理方便; (2)作業(yè)環(huán)境清潔作業(yè)環(huán)境清潔;(3)可成型帶有肋條可成型帶有肋條和凸部

26、的制品。和凸部的制品。(4)片材的質(zhì)量均勻，適宜壓制截面變化不片材的質(zhì)量均勻，適宜壓制截面變化不大的大型薄壁制品。大的大型薄壁制品。(5)SMC成型品表面光潔度高。成型品表面光潔度高。 (6)生產(chǎn)生產(chǎn)率高，成型周期短，成本低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化率高，成型周期短，成本低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化,是重現(xiàn)是重現(xiàn)性好。性好。 2021-11-1121v2.SMC的種類(lèi)的種類(lèi) BMC (塊狀模塑料塊狀模塑料):與與SMC的組成極為相似，可用于的組成極為相似，可用于壓制壓制和和擠出擠出成型。兩者的成型。兩者的區(qū)別區(qū)別僅在于僅在于材料形態(tài)和制作方法材料形態(tài)和制作方法。 BMC中纖維含量較低，纖維長(zhǎng)度較短，填料含

27、量較大，中纖維含量較低，纖維長(zhǎng)度較短，填料含量較大，BMC的強(qiáng)度較的強(qiáng)度較SMC低。低。BMC適用于制造適用于制造小型制品小型制品，SMC則則用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)大型薄壁大型薄壁制品。制品。 TMC(厚片狀模塑料厚片狀模塑料):組成與組成與SMC類(lèi)似。類(lèi)似。SMC一般厚一般厚0.63cm，而，而TMC厚度達(dá)厚度達(dá)5.08cm。由于厚度增大，纖維隨機(jī)。由于厚度增大，纖維隨機(jī)分布，增強(qiáng)了物料混合效果，流動(dòng)性提高，改善了浸透性。分布，增強(qiáng)了物料混合效果，流動(dòng)性提高，改善了浸透性。2021-11-1122v3.模壓工藝模壓工藝 1）壓制前壓制前準(zhǔn)備準(zhǔn)備:模壓料預(yù)熱和預(yù)成型、裝料量估算、選用脫模劑。模壓料預(yù)

28、熱和預(yù)成型、裝料量估算、選用脫模劑。 2）工藝過(guò)程工藝過(guò)程:粘流粘流、凝膠凝膠和和后固化后固化三個(gè)階段。由線型變成了網(wǎng)狀三個(gè)階段。由線型變成了網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)。需一定的外部條件體型結(jié)構(gòu)。需一定的外部條件-溫度溫度、壓力壓力及及時(shí)間時(shí)間。模壓成型工藝流程模壓成型工藝流程2021-11-112311.4 層壓成型層壓成型v11.4.1 概述概述 層壓成型層壓成型:將浸有或涂有樹(shù)脂的片材，組成疊合體，送入層將浸有或涂有樹(shù)脂的片材，組成疊合體，送入層壓機(jī)，在加熱和加壓下，固化成型玻璃鋼板材。壓機(jī)，在加熱和加壓下，固化成型玻璃鋼板材。 特點(diǎn)特點(diǎn):產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一次性投資較大。適用于批量生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一

29、次性投資較大。適用于批量生產(chǎn)，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。 2021-11-1124v11.4.2 層壓過(guò)程層壓過(guò)程 主要工序主要工序:膠布裁剪、疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工和后膠布裁剪、疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工和后處理等工序。層壓工藝參數(shù)：熱壓成型時(shí)的處理等工序。層壓工藝參數(shù)：熱壓成型時(shí)的溫度溫度、壓力壓力、時(shí)時(shí)間間，取決于合成樹(shù)脂的和，取決于合成樹(shù)脂的和固化特征固化特征。層壓工藝五個(gè)階段的升溫曲線層壓工藝五個(gè)階段的升溫曲線2021-11-1125v第一階段：第一階段：預(yù)熱預(yù)熱階段。目的階段。目的:是使膠布中的樹(shù)脂熔化，使揮是使膠布中的樹(shù)脂熔化，使揮發(fā)物跑掉。熔融樹(shù)脂進(jìn)一

30、步浸漬玻璃布。發(fā)物跑掉。熔融樹(shù)脂進(jìn)一步浸漬玻璃布。v第二階段：第二階段：中間保溫中間保溫階段。作用階段。作用:使膠布在較低的反應(yīng)速度使膠布在較低的反應(yīng)速度下進(jìn)行固化。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于膠布老嫩程度以及下進(jìn)行固化。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于膠布老嫩程度以及板料的厚度。在這一階段應(yīng)密切注意樹(shù)脂沿鋼板邊緣流出情板料的厚度。在這一階段應(yīng)密切注意樹(shù)脂沿鋼板邊緣流出情況。當(dāng)流出的樹(shù)指已經(jīng)凝膠。即不能拉成細(xì)絲時(shí)應(yīng)立即加況。當(dāng)流出的樹(shù)指已經(jīng)凝膠。即不能拉成細(xì)絲時(shí)應(yīng)立即加全壓，并隨即升溫。全壓，并隨即升溫。v第三階段：第三階段：升溫升溫階段。作用階段。作用:逐步提高反應(yīng)溫度，加快固化逐步提高反應(yīng)溫度，加快固

31、化反應(yīng)速度。反應(yīng)速度。v 第四階段：第四階段：熱壓保溫?zé)釅罕仉A段。作用階段。作用:使樹(shù)脂獲得充分固化。使樹(shù)脂獲得充分固化。v 第五階段：第五階段：冷卻冷卻階段。階段。2021-11-112611.5 纏繞成型纏繞成型v11.5.1 概述概述 1、纏繞成型、纏繞成型:將浸過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維或布帶。按照一定規(guī)律將浸過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維或布帶。按照一定規(guī)律纏繞別芯模上，然后固化脫模成為增強(qiáng)塑料制品的工藝過(guò)程。纏繞別芯模上，然后固化脫模成為增強(qiáng)塑料制品的工藝過(guò)程。 2、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn):(1)比強(qiáng)度高比強(qiáng)度高; (2)可靠性高可靠性高;(3)生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高; (4)材料成本低。材料成本低。 缺點(diǎn)缺點(diǎn):

32、不能適用于任何結(jié)構(gòu)形狀的制品，必須借助纏繞機(jī)才能不能適用于任何結(jié)構(gòu)形狀的制品，必須借助纏繞機(jī)才能 實(shí)現(xiàn)，而纏繞設(shè)備投資較大，只有大批量生產(chǎn)時(shí)，成本實(shí)現(xiàn)，而纏繞設(shè)備投資較大，只有大批量生產(chǎn)時(shí)，成本 才能降低。才能降低。 3、芯模材料：、芯模材料：為了獲得一定形狀和結(jié)構(gòu)尺寸的纖維纏繞制品，必為了獲得一定形狀和結(jié)構(gòu)尺寸的纖維纏繞制品，必 須采用一個(gè)外形同制品內(nèi)腔形狀尺寸一致的芯模。在制品固化須采用一個(gè)外形同制品內(nèi)腔形狀尺寸一致的芯模。在制品固化 后能把它脫下來(lái)而又不損傷纏好的制品。后能把它脫下來(lái)而又不損傷纏好的制品。 石膏、鋼、鋁、低熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)鹽類(lèi)石膏、鋼、鋁、低熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)鹽類(lèi)(此兩種材

33、料國(guó)外較多此兩種材料國(guó)外較多 用。制造芯摸時(shí)將其熔化澆鑄成殼體，脫模時(shí)加入熱水?dāng)嚢枞苡?。制造芯摸時(shí)將其熔化澆鑄成殼體，脫模時(shí)加入熱水?dāng)嚢枞?解或用蒸氣熔化解或用蒸氣熔化)、木材、水泥、石蠟、聚乙烯醇、塑料等。、木材、水泥、石蠟、聚乙烯醇、塑料等。 2021-11-112711.6 拉擠成型拉擠成型v11.6.1 概述概述 1、拉擠成型：、拉擠成型：將浸漬過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維束或帶狀織物將浸漬過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維束或帶狀織物在牽引裝置作用下通過(guò)開(kāi)模定型，在模中或固化爐中固化，在牽引裝置作用下通過(guò)開(kāi)模定型，在模中或固化爐中固化，制成具有特定橫截面形狀和長(zhǎng)度不受限制的復(fù)合材料型材。制成具有特定橫截面

34、形狀和長(zhǎng)度不受限制的復(fù)合材料型材。 2、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；制品中增強(qiáng)材料：生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；制品中增強(qiáng)材料的含量一般為的含量一般為40-80，能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)材料作用，制，能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)材料作用，制品性能穩(wěn)定可靠；不需要或僅需要進(jìn)行少量后加工；生產(chǎn)過(guò)品性能穩(wěn)定可靠；不需要或僅需要進(jìn)行少量后加工；生產(chǎn)過(guò)程中樹(shù)脂損耗少；制品的縱向和橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整，以適程中樹(shù)脂損耗少；制品的縱向和橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整，以適應(yīng)不同制品的使用要求。應(yīng)不同制品的使用要求。 2021-11-1128v應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： (1)耐腐蝕領(lǐng)域耐腐蝕領(lǐng)域，上、下水裝置。，上、下水裝置。 (2)

35、電工領(lǐng)域電工領(lǐng)域，主要用于高壓電阻保護(hù)管、電纜架、絕緣梯、，主要用于高壓電阻保護(hù)管、電纜架、絕緣梯、絕緣桿、電桿、燈柱、變壓器和電機(jī)的零部件等。絕緣桿、電桿、燈柱、變壓器和電機(jī)的零部件等。 (3)建筑領(lǐng)域建筑領(lǐng)域，主要用于門(mén)、窗結(jié)構(gòu)用型材，橋梁、欄桿、帳，主要用于門(mén)、窗結(jié)構(gòu)用型材，橋梁、欄桿、帳蓬支架、天花板吊架等。蓬支架、天花板吊架等。 (4)運(yùn)輸領(lǐng)域運(yùn)輸領(lǐng)域，主要用于卡車(chē)構(gòu)架、冷藏車(chē)箱、汽車(chē)簧板、剎，主要用于卡車(chē)構(gòu)架、冷藏車(chē)箱、汽車(chē)簧板、剎車(chē)片、行李架、保險(xiǎn)桿、船舶甲板、電氣火車(chē)軌道護(hù)板等車(chē)片、行李架、保險(xiǎn)桿、船舶甲板、電氣火車(chē)軌道護(hù)板等 (5)運(yùn)動(dòng)娛樂(lè)領(lǐng)域運(yùn)動(dòng)娛樂(lè)領(lǐng)域，主要用于釣魚(yú)桿、弓

36、箭桿、滑雪板、撐桿，主要用于釣魚(yú)桿、弓箭桿、滑雪板、撐桿跳桿、曲輥球輥、活動(dòng)游泳池底板等。跳桿、曲輥球輥、活動(dòng)游泳池底板等。 (6)能源能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，太陽(yáng)能收集器、支架、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，太陽(yáng)能收集器、支架、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片和抽油桿等。抽油桿等。 (7)航空航天領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域。宇宙飛船天線絕緣管、飛船用電機(jī)零部件。宇宙飛船天線絕緣管、飛船用電機(jī)零部件。 2021-11-1129v11.6.2 拉擠成型過(guò)程拉擠成型過(guò)程 工藝流程工藝流程如下：如下： 玻璃纖維粗砂布玻璃纖維粗砂布浸膠浸膠預(yù)成型預(yù)成型擠壓模塑及固化擠壓模塑及固化牽引牽引切割切割制品制品 v11.6.3 拉擠成型工藝?yán)瓟D成型工

37、藝 根據(jù)所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式可分為根據(jù)所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式可分為臥式臥式和和立式立式兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 臥式拉擠成型工藝由于模塑牽引方法不同，又可分為臥式拉擠成型工藝由于模塑牽引方法不同，又可分為間歇式間歇式牽引和牽引和連續(xù)式連續(xù)式牽引兩種。牽引兩種。2021-11-1130v1.間歇式拉擠成型工藝間歇式拉擠成型工藝 間歇式間歇式：牽引機(jī)構(gòu)間斷工作，浸膠的纖維在熱模中固化定型，：牽引機(jī)構(gòu)間斷工作，浸膠的纖維在熱模中固化定型，牽引出模。如此間歇牽引，牽引出模。如此間歇牽引，制品是連續(xù)不斷制品是連續(xù)不斷的，制品按要求的，制品按要求的長(zhǎng)度定長(zhǎng)切割。的長(zhǎng)度定長(zhǎng)切割。 特點(diǎn)特點(diǎn)：成型物在模具中加熱固化，固化時(shí)

38、間不受限制；所用：成型物在模具中加熱固化，固化時(shí)間不受限制；所用樹(shù)脂的范圍較廣。生產(chǎn)效率低，制品表面易出現(xiàn)間斷分界線。樹(shù)脂的范圍較廣。生產(chǎn)效率低，制品表面易出現(xiàn)間斷分界線。若采用整體模具時(shí)，僅適用于生產(chǎn)棒材和管材類(lèi)制品；采用若采用整體模具時(shí)，僅適用于生產(chǎn)棒材和管材類(lèi)制品；采用組合模具時(shí)，可配有壓機(jī)同時(shí)使用。而且制品表面可以裝飾，組合模具時(shí)，可配有壓機(jī)同時(shí)使用。而且制品表面可以裝飾，成型不同類(lèi)型的花紋。但控制型材時(shí)，其形狀受到限制，而成型不同類(lèi)型的花紋。但控制型材時(shí)，其形狀受到限制，而且模具成本較高。且模具成本較高。2021-11-1131v2.連續(xù)式拉擠成型工藝連續(xù)式拉擠成型工藝 連續(xù)式連續(xù)式

39、：制品在拉擠成型過(guò)程中，牽引機(jī)構(gòu)連續(xù)工作。：制品在拉擠成型過(guò)程中，牽引機(jī)構(gòu)連續(xù)工作。 特點(diǎn)特點(diǎn)：牽引和模塑過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，生產(chǎn)效率高。在生產(chǎn)：牽引和模塑過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，生產(chǎn)效率高。在生產(chǎn)過(guò)程中控制膠凝時(shí)間和固化程度、模具溫度和牽引速度的調(diào)過(guò)程中控制膠凝時(shí)間和固化程度、模具溫度和牽引速度的調(diào)節(jié)是保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵。此法所生產(chǎn)的制品不須二次加工，節(jié)是保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵。此法所生產(chǎn)的制品不須二次加工，表面性能良好，可生產(chǎn)大型構(gòu)件，包括空心型制品。表面性能良好，可生產(chǎn)大型構(gòu)件，包括空心型制品。v3.拉擠成型用原材料拉擠成型用原材料 1）樹(shù)脂樹(shù)脂基體：不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和乙烯基酯樹(shù)脂等?；w：不飽

40、和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和乙烯基酯樹(shù)脂等。其中不飽和聚酯樹(shù)脂應(yīng)用最多（其中不飽和聚酯樹(shù)脂應(yīng)用最多（90） 。 熱塑性的聚丙烯、熱塑性的聚丙烯、ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚砜、聚醚、尼龍、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚亞苯基硫醚等用于拉擠成型熱塑性玻璃鋼、可以提高砜、聚亞苯基硫醚等用于拉擠成型熱塑性玻璃鋼、可以提高制品的耐熱性和韌性，降低成本。制品的耐熱性和韌性，降低成本。 2）增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料：玻璃纖維玻璃纖維，其次是，其次是聚酯纖維聚酯纖維。玻璃纖維中，。玻璃纖維中，應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是無(wú)捻粗紗無(wú)捻粗紗。2021-11-113211.8 樹(shù)脂傳遞模塑成型樹(shù)脂傳遞模塑成型v11.8.1 樹(shù)脂傳遞模型（樹(shù)脂傳遞模型（RTM） 1、工藝工藝過(guò)程：將液態(tài)熱固性樹(shù)脂過(guò)程：將液態(tài)熱固性樹(shù)脂(通常為不飽和聚酯通常為不飽和聚酯)及