手糊成型工藝

1、 課件2、 手糊成型工藝及設(shè)備第二章 手糊成型工藝 2、 手糊成型工藝及設(shè)備 手糊成型又稱接觸成型 工藝流程見(jiàn)圖2-1，P11 常溫 分類 加熱常壓低壓 課件 手糊成型工藝的優(yōu)點(diǎn)：手糊成型工藝的優(yōu)點(diǎn)： 1 1、不受尺寸、形狀的限制；、不受尺寸、形狀的限制； 2 2、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少； 3 3、工藝簡(jiǎn)單；、工藝簡(jiǎn)單； 4 4、可在任意部位增補(bǔ)增強(qiáng)材料，易滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；、可在任意部位增補(bǔ)增強(qiáng)材料，易滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求； 5 5、產(chǎn)品樹脂含量高，耐腐蝕性能好。、產(chǎn)品樹脂含量高，耐腐蝕性能好。 手糊成型工藝的缺點(diǎn)手糊成型工藝的缺點(diǎn) 1 1、生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差；、生

2、產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差； 2 2、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差；、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差； 3 3、產(chǎn)品力學(xué)性能較低。、產(chǎn)品力學(xué)性能較低。第二章 手糊成型工藝2、 手糊成型工藝及設(shè)備 課件2.1 原材料的選擇2.1 原材料的選擇原材料的選擇 選用的原材料必須滿足選用的原材料必須滿足3 3點(diǎn)要求點(diǎn)要求 1 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 2、手糊成型工藝要求、手糊成型工藝要求 3 3、價(jià)格便宜、材料容易取得、價(jià)格便宜、材料容易取得2.1.1 聚合物基體的選擇聚合物基體的選擇 選用原則：選用原則： P12 P12 （1 1）（）（4 4） 目前國(guó)內(nèi)大部分手糊制品均用不飽和聚酯樹脂，約占目前

3、國(guó)內(nèi)大部分手糊制品均用不飽和聚酯樹脂，約占8080，其次是環(huán)氧樹脂。幾種手糊成型工藝，對(duì)樹脂性能，其次是環(huán)氧樹脂。幾種手糊成型工藝，對(duì)樹脂性能的要求見(jiàn)表的要求見(jiàn)表2-12-1。第二章 手糊成型工藝 課件一、不飽和聚酯樹脂一、不飽和聚酯樹脂 1、性能及品種、性能及品種 種類：通用型、耐腐蝕型、阻燃型、低收縮型、耐侯種類：通用型、耐腐蝕型、阻燃型、低收縮型、耐侯型聚酯樹脂等。型聚酯樹脂等。 2 2、 不飽和聚酯樹脂的固化原理不飽和聚酯樹脂的固化原理： 固化是通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)聚酯分子中的雙鍵，與可聚合固化是通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)聚酯分子中的雙鍵，與可聚合的乙烯類單體的乙烯類單體( (如苯乙烯如苯乙烯) )進(jìn)行

4、游離基共聚反應(yīng)，使線型的進(jìn)行游離基共聚反應(yīng)，使線型的聚酯分子交聯(lián)成三維網(wǎng)狀的體形大分子結(jié)構(gòu)。聚酯分子交聯(lián)成三維網(wǎng)狀的體形大分子結(jié)構(gòu)。不飽和聚酯樹脂的固化過(guò)程即它與乙烯類單體共聚的過(guò)程，共不飽和聚酯樹脂的固化過(guò)程即它與乙烯類單體共聚的過(guò)程，共聚反應(yīng)過(guò)程的三個(gè)主要階段：聚反應(yīng)過(guò)程的三個(gè)主要階段：第二章 手糊成型工藝2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止 （1） 鏈引發(fā)：鏈引發(fā)： 一般有三種方式一般有三種方式 a 、引發(fā)劑引發(fā)（如過(guò)氧化苯甲酰）、引發(fā)劑引發(fā)（如過(guò)氧化苯甲酰） b 、引發(fā)劑和促進(jìn)劑配合使用（如過(guò)氧化環(huán)己酮、引發(fā)劑和促進(jìn)劑配合使用（如

5、過(guò)氧化環(huán)己酮 萘酸鈷）引發(fā)萘酸鈷）引發(fā) c 、紫外線照射引發(fā)、紫外線照射引發(fā) 樹脂被引發(fā)后樹脂被引發(fā)后，雙鍵打開，形成雙鍵打開，形成“游離基游離基” 。 M1 、M2分別代表乙烯類單體、聚酯分子；分別代表乙烯類單體、聚酯分子； m1 代表乙烯類單體形成的游離基；代表乙烯類單體形成的游離基； m2 代表不飽和聚酯形成的游離基。代表不飽和聚酯形成的游離基。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 （2） 鏈增長(zhǎng)鏈增長(zhǎng) 聚酯分子雙鍵及乙烯類單體雙鍵被引發(fā)后，就會(huì)進(jìn)行聚酯分子雙鍵及乙烯類單體雙鍵被引發(fā)后，就會(huì)進(jìn)行鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，有如下四種形式的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，有如下四種形式的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。 m

6、1 +M1 m1 +M2 m2 +M1 m2 +M2K11K12K22K21 m1 m2 m1 m2 通過(guò)上述反應(yīng)形成了新的游離基。通過(guò)上述反應(yīng)形成了新的游離基。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 上式中的上式中的K K1111 、K K1212、K K2121、K K2222分別分別代表四個(gè)反應(yīng)速度代表四個(gè)反應(yīng)速度常數(shù)，四個(gè)速率常數(shù)不同，即四個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速度不常數(shù)，四個(gè)速率常數(shù)不同，即四個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速度不同。即單元反應(yīng)的競(jìng)聚率不同，因此要得到好的制品同。即單元反應(yīng)的競(jìng)聚率不同，因此要得到好的制品, ,就必須選用合適的乙烯類單體種類及濃度，使得到就必須選用合適的乙烯類單體種類及濃度

7、，使得到“恒份共聚物恒份共聚物”。 實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)不飽和聚酯樹脂（順酐型），苯乙實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)不飽和聚酯樹脂（順酐型），苯乙烯含量在烯含量在33334040時(shí)，能形成時(shí)，能形成“恒份共聚物恒份共聚物”。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 （3） 鏈終止鏈終止 鏈終止反應(yīng)就是指體系反應(yīng)的終止過(guò)程。鏈終止反應(yīng)就是指體系反應(yīng)的終止過(guò)程。 在此體系中，存在在此體系中，存在“偶合終止偶合終止”反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)，當(dāng)共聚反應(yīng)進(jìn)共聚反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后，隨反應(yīng)進(jìn)行體系中出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，粘度行到一定程度后，隨反應(yīng)進(jìn)行體系中出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，粘度增大，大分子活性鏈的運(yùn)動(dòng)受到阻礙，這樣就減弱了偶合增大，大分子活性鏈的

8、運(yùn)動(dòng)受到阻礙，這樣就減弱了偶合終止反應(yīng)，而此時(shí)單體分子仍可以自由擴(kuò)散，自由基還在終止反應(yīng)，而此時(shí)單體分子仍可以自由擴(kuò)散，自由基還在不斷形成，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)仍然繼續(xù)進(jìn)行，而且速度加快，即不斷形成，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)仍然繼續(xù)進(jìn)行，而且速度加快，即出現(xiàn)出現(xiàn)“自動(dòng)加速效應(yīng)自動(dòng)加速效應(yīng)”，體系急劇放熱，溫度可達(dá)，體系急劇放熱，溫度可達(dá)150150以上。以后進(jìn)一步共聚反應(yīng)，體系逐漸形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以上。以后進(jìn)一步共聚反應(yīng)，體系逐漸形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，黏度更大，限制了單體的擴(kuò)散，使聚合速度下降而終止反黏度更大，限制了單體的擴(kuò)散，使聚合速度下降而終止反應(yīng)。應(yīng)。 作業(yè)：作業(yè)：1 1、手糊成型工藝的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？、手糊成型工

9、藝的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？ 2 2、簡(jiǎn)述不飽和聚酯樹脂的固化原理。、簡(jiǎn)述不飽和聚酯樹脂的固化原理。 3 3、不飽和聚酯樹脂固化有哪幾、不飽和聚酯樹脂固化有哪幾步步反應(yīng)形式？反應(yīng)形式？2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 3 3、輔助劑、輔助劑 不飽和聚酯樹脂的輔助劑包括交聯(lián)劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、不飽和聚酯樹脂的輔助劑包括交聯(lián)劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、阻聚劑、光敏劑等。阻聚劑、光敏劑等。1） 交聯(lián)劑交聯(lián)劑 要求：高沸點(diǎn)，低粘度，能溶解樹脂、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、要求：高沸點(diǎn)，低粘度，能溶解樹脂、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、染料等，反應(yīng)活性大，能使共聚反應(yīng)在室溫或較低溫度下染料等，反應(yīng)活性大，能使共聚反應(yīng)在室溫或較低溫度

10、下進(jìn)行，能與樹脂共聚形成均相共聚物。進(jìn)行，能與樹脂共聚形成均相共聚物。 常用交聯(lián)劑：常用交聯(lián)劑： 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、鄰苯二甲酸苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、鄰苯二甲酸二丙烯酯、鄰苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。二丙烯酯、鄰苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 苯乙烯的優(yōu)缺點(diǎn)：苯乙烯的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 粘度低；與樹脂有良好的共混性，能很好的溶解引發(fā)粘度低；與樹脂有良好的共混性，能很好的溶解引發(fā)劑、促進(jìn)劑；苯乙烯雙鍵活潑，易于進(jìn)行共聚反應(yīng)；價(jià)格劑、促進(jìn)劑；苯乙烯雙鍵活潑，易于進(jìn)行共聚反應(yīng)；價(jià)格便宜，材料來(lái)源廣。便宜，材料來(lái)

11、源廣。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 沸點(diǎn)較低（沸點(diǎn)較低（145145），易揮發(fā)，有一定毒性，對(duì)人體有），易揮發(fā)，有一定毒性，對(duì)人體有害。害。 用量對(duì)性能的影響：用量對(duì)性能的影響： 苯乙烯用量過(guò)多：膠液稀，操作時(shí)易流膠；制品固化苯乙烯用量過(guò)多：膠液稀，操作時(shí)易流膠；制品固化收縮率大。收縮率大。 苯乙烯用量過(guò)小：樹脂膠液粘度大，不易使用；同時(shí)苯乙烯用量過(guò)小：樹脂膠液粘度大，不易使用；同時(shí)固化不完全，制品的軟化溫度低。用量一般在固化不完全，制品的軟化溫度低。用量一般在30304040。 2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 2）、引發(fā)劑）、引發(fā)劑 引發(fā)劑可以產(chǎn)生自由基，引發(fā)樹脂體系進(jìn)行固化反應(yīng)。引引發(fā)劑

12、可以產(chǎn)生自由基，引發(fā)樹脂體系進(jìn)行固化反應(yīng)。引發(fā)劑一般為過(guò)氧化物，其通式為發(fā)劑一般為過(guò)氧化物，其通式為 ROORROOR。引發(fā)劑的主要類。引發(fā)劑的主要類型有：氫過(guò)氧化物、酸過(guò)氧化物、酮過(guò)氧化物、酯過(guò)氧化型有：氫過(guò)氧化物、酸過(guò)氧化物、酮過(guò)氧化物、酯過(guò)氧化物、二?；^(guò)氧化物。物、二?；^(guò)氧化物。 最常用的有：最常用的有： 過(guò)氧化二苯甲酰過(guò)氧化二苯甲酰 過(guò)氧化環(huán)己酮（混合物）過(guò)氧化環(huán)己酮（混合物） 過(guò)氧化甲乙酮（混合物）過(guò)氧化甲乙酮（混合物）OHOOHO O C6H5-C-OO-C-C6H5OOHOOHOHCH3C2H5C2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 過(guò)氧化物的特性指標(biāo)：過(guò)氧化物的特

13、性指標(biāo)： 以活性氧含量；臨界溫度；半衰期來(lái)評(píng)價(jià)以活性氧含量；臨界溫度；半衰期來(lái)評(píng)價(jià) 活性氧含量活性氧含量 表明可以產(chǎn)生自由基量的指標(biāo)。表明可以產(chǎn)生自由基量的指標(biāo)。名稱名稱活性氧含量活性氧含量用量用量過(guò)氧化二月桂酰過(guò)氧化二月桂酰3.943.941.651.65過(guò)氧化甲、乙酮過(guò)氧化甲、乙酮11.011.00.600.60過(guò)氧化環(huán)己酮過(guò)氧化環(huán)己酮11.011.00.600.60過(guò)氧化苯甲酰過(guò)氧化苯甲酰6.56.51.01.0異丙基苯過(guò)氧化氫異丙基苯過(guò)氧化氫9.39.30.700.70過(guò)氧化二叔丁基過(guò)氧化二叔丁基10.810.80.600.602.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 臨界溫度臨

14、界溫度 是過(guò)氧化物是過(guò)氧化物具有引發(fā)活性的最低溫度。因此選擇引發(fā)具有引發(fā)活性的最低溫度。因此選擇引發(fā)劑時(shí)應(yīng)考慮固化工藝條件的允許溫度，引發(fā)劑的劑時(shí)應(yīng)考慮固化工藝條件的允許溫度，引發(fā)劑的”臨界溫臨界溫度度”應(yīng)低于固化溫度。應(yīng)低于固化溫度。 半衰期半衰期 在給定條件下，引發(fā)劑分解一半所需時(shí)間，表明了引在給定條件下，引發(fā)劑分解一半所需時(shí)間，表明了引發(fā)劑的反應(yīng)速度。發(fā)劑的反應(yīng)速度。 一般情況下引發(fā)劑用量增加，反應(yīng)速度增加。用量過(guò)一般情況下引發(fā)劑用量增加，反應(yīng)速度增加。用量過(guò)少，反應(yīng)速度慢，甚至固化不完全；用量過(guò)大，反應(yīng)速度少，反應(yīng)速度慢，甚至固化不完全；用量過(guò)大，反應(yīng)速度過(guò)快，放熱峰過(guò)高，影響產(chǎn)品質(zhì)量

15、，而且成本高。過(guò)快，放熱峰過(guò)高，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且成本高。 引發(fā)劑的用量一般控制在引發(fā)劑的用量一般控制在0.50.52 2之間。之間。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 3） 促進(jìn)劑促進(jìn)劑 實(shí)驗(yàn)表明，常用的引發(fā)劑其臨界溫度均在實(shí)驗(yàn)表明，常用的引發(fā)劑其臨界溫度均在60以上，以上，說(shuō)明單獨(dú)使用有機(jī)過(guò)氧化物，不能滿足不飽和聚酯樹脂說(shuō)明單獨(dú)使用有機(jī)過(guò)氧化物，不能滿足不飽和聚酯樹脂室室溫固化溫固化的要求。的要求。 實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在促進(jìn)劑的存在下，有機(jī)過(guò)氧化物的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在促進(jìn)劑的存在下，有機(jī)過(guò)氧化物的“分分解活化能解活化能”顯著下降，可以使有機(jī)過(guò)氧化物的分解溫度降顯著下降，可以使有機(jī)過(guò)氧化物的分

16、解溫度降到室溫以下。到室溫以下。 這種能使引發(fā)劑降低分解活化能，降低引發(fā)溫度的物這種能使引發(fā)劑降低分解活化能，降低引發(fā)溫度的物質(zhì)稱為促進(jìn)劑。質(zhì)稱為促進(jìn)劑。 引發(fā)劑促進(jìn)劑體系引發(fā)劑促進(jìn)劑體系稱為稱為引發(fā)系統(tǒng)引發(fā)系統(tǒng) 常用的引發(fā)劑促進(jìn)劑體系有：常用的引發(fā)劑促進(jìn)劑體系有： 過(guò)氧化苯甲酰叔胺體系過(guò)氧化苯甲酰叔胺體系 過(guò)氧化環(huán)己酮環(huán)烷酸鈷過(guò)氧化環(huán)己酮環(huán)烷酸鈷 2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝實(shí)驗(yàn)表明：常用叔胺的反應(yīng)活性順序：實(shí)驗(yàn)表明：常用叔胺的反應(yīng)活性順序：N，N二甲基對(duì)甲苯胺二甲基對(duì)甲苯胺 二甲基苯胺二甲基苯胺 二乙基苯胺二乙基苯胺A A 過(guò)氧化苯甲酰叔胺體系過(guò)氧化苯甲酰叔胺體系叔胺類物

17、質(zhì)能大大提高過(guò)氧化苯甲酰的反應(yīng)速度。叔胺類物質(zhì)能大大提高過(guò)氧化苯甲酰的反應(yīng)速度。（作用機(jī)理在聚合物基體課程中介紹）（作用機(jī)理在聚合物基體課程中介紹）叔胺類叔胺類用量用量2020固化時(shí)間固化時(shí)間0 01010天天二乙基苯胺二乙基苯胺0.2%0.2%3030分鐘分鐘二甲基苯胺二甲基苯胺0.2%0.2%1818分鐘分鐘N N，N N二甲基對(duì)甲苯胺二甲基對(duì)甲苯胺0.2%0.2%4 4分鐘分鐘叔胺促進(jìn)劑對(duì)固化速度的影響叔胺促進(jìn)劑對(duì)固化速度的影響 注：上述實(shí)驗(yàn)是，不飽和聚酯樹脂注：上述實(shí)驗(yàn)是，不飽和聚酯樹脂+1%過(guò)氧化苯甲酰過(guò)氧化苯甲酰2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝B B 酮過(guò)氧化物環(huán)烷酸

18、鈷引發(fā)體系酮過(guò)氧化物環(huán)烷酸鈷引發(fā)體系 也是不飽和聚酯樹脂低溫固化最常見(jiàn)的引發(fā)體也是不飽和聚酯樹脂低溫固化最常見(jiàn)的引發(fā)體系，環(huán)烷酸鈷對(duì)聚酯固化速度的影響見(jiàn)下表。系，環(huán)烷酸鈷對(duì)聚酯固化速度的影響見(jiàn)下表。引發(fā)劑及用量促進(jìn)劑及用量固化時(shí)間2過(guò)氧化甲乙酮04860min2過(guò)氧化甲乙酮0.01環(huán)烷酸鈷84min2過(guò)氧化環(huán)己酮02860min2過(guò)氧化環(huán)己酮0.01環(huán)烷酸鈷60min作業(yè)：作業(yè)： 1、苯乙烯交聯(lián)劑的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？、苯乙烯交聯(lián)劑的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 2、過(guò)氧化物引發(fā)劑的特性指標(biāo)有哪幾個(gè)？具體含義是什么？、過(guò)氧化物引發(fā)劑的特性指標(biāo)有哪幾個(gè)？具體含義是什么？ 3、什么是促進(jìn)劑？、什么是促進(jìn)劑？2.1 原

19、材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 4） 阻聚劑阻聚劑 為了增加不飽和聚酯樹脂的貯存穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)適用期，常為了增加不飽和聚酯樹脂的貯存穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)適用期，常在聚酯樹脂中加入阻聚劑。（一般在樹脂生產(chǎn)過(guò)程中就加在聚酯樹脂中加入阻聚劑。（一般在樹脂生產(chǎn)過(guò)程中就加入）入） 最常用的阻聚劑有：最常用的阻聚劑有：對(duì)苯二酚、叔丁基對(duì)苯二酚、硝基苯、對(duì)苯二酚、叔丁基對(duì)苯二酚、硝基苯、亞硫酸鹽等亞硫酸鹽等 需要說(shuō)明的是空氣中的需要說(shuō)明的是空氣中的O2和水分有明顯的和水分有明顯的“阻聚阻聚”作用作用 自由基與苯乙烯的反應(yīng)速度比自由基與自由基與苯乙烯的反應(yīng)速度比自由基與O O2 2的反應(yīng)速度的反應(yīng)速度慢慢1010

20、4 4倍，一般聚酯樹脂制品固化時(shí)，表面應(yīng)覆蓋聚酯薄倍，一般聚酯樹脂制品固化時(shí)，表面應(yīng)覆蓋聚酯薄膜。若不用薄膜覆蓋，也應(yīng)使成型表面形成與空氣隔離的膜。若不用薄膜覆蓋，也應(yīng)使成型表面形成與空氣隔離的物質(zhì)如蠟類，否則自由基與周圍空氣中的物質(zhì)如蠟類，否則自由基與周圍空氣中的O O2 2 、H H2 2O O反應(yīng)，反應(yīng)，耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而發(fā)粘。耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而發(fā)粘。作業(yè)：手糊制品為什么要在表面覆蓋聚酯薄膜？作業(yè)：手糊制品為什么要在表面覆蓋聚酯薄膜？2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝2.1.2 2.1.2 不飽和聚酯樹脂的常用配方不飽和聚酯樹脂的常用配

21、方 2.1.2.1熱固化配方熱固化配方 （不用促進(jìn)劑不用促進(jìn)劑） 不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯） 100100份份 60 60過(guò)氧化二苯甲酰糊過(guò)氧化二苯甲酰糊 2 24 4份份 固化制度：固化制度： 室溫室溫6060，1 1小時(shí)小時(shí)8080，4 4小時(shí)小時(shí)100100，4 4小時(shí)小時(shí)120120，4 4小時(shí)小時(shí)自然冷卻自然冷卻2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 2.1.2.2 冷固化配方冷固化配方 配方配方a a： 不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯） 100100份份 50 50過(guò)氧化環(huán)己酮糊過(guò)氧化環(huán)己酮糊 4 4份份 10%10%萘酸鈷苯乙

22、烯溶液萘酸鈷苯乙烯溶液 1 14 4份份 配方配方b b： 不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯） 100100份份 50 50過(guò)氧化二苯甲酰糊過(guò)氧化二苯甲酰糊 4 4份份 10 10二甲基苯胺苯乙烯溶液二甲基苯胺苯乙烯溶液 1 14 4份份 固化制度：室溫（不低于固化制度：室溫（不低于1515）固化）固化 8 824h 24h 脫模，脫模，然后固化時(shí)間然后固化時(shí)間7 7天，也可以采用加熱后固化。天，也可以采用加熱后固化。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 二、二、 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂 1 1 環(huán)氧樹脂的性能及特點(diǎn)：環(huán)氧樹脂的性能及特點(diǎn)： 在樹脂基復(fù)合材料中，用量?jī)H次于

23、不飽和樹脂在樹脂基復(fù)合材料中，用量?jī)H次于不飽和樹脂. .其綜其綜合性能明顯優(yōu)于不飽和樹脂。在受力構(gòu)件、耐堿、電性能合性能明顯優(yōu)于不飽和樹脂。在受力構(gòu)件、耐堿、電性能要求較高的場(chǎng)合一般使用環(huán)氧樹脂。要求較高的場(chǎng)合一般使用環(huán)氧樹脂。 主要類型有主要類型有 1 1、“雙酚雙酚A A型環(huán)氧樹脂型環(huán)氧樹脂” ” , ,又稱又稱“E”E”型環(huán)氧樹脂；型環(huán)氧樹脂； 2 2、“脂環(huán)族環(huán)氧樹脂脂環(huán)族環(huán)氧樹脂”。 環(huán)氧樹脂俗稱萬(wàn)能膠。環(huán)氧樹脂俗稱萬(wàn)能膠。 環(huán)氧樹脂優(yōu)、缺點(diǎn)環(huán)氧樹脂優(yōu)、缺點(diǎn)P13P132.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 常用于玻璃鋼的環(huán)氧樹脂為常用于玻璃鋼的環(huán)氧樹脂為“二酚基丙烷型環(huán)氧樹

24、二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂脂”，又稱，又稱“雙酚雙酚A A型環(huán)氧樹脂型環(huán)氧樹脂”或或“E E型環(huán)氧樹脂型環(huán)氧樹脂”。最。最常用的有常用的有E E5151（618618）20 20 2525元元/kg/kg，E E4444（61016101） 18 18 2222元元/kg/kg ，E E4242（634634）15 15 1616元元/kg/kg等。前等。前者的分子量較小，后者的分子量較大，前者的環(huán)氧當(dāng)量較者的分子量較小，后者的分子量較大，前者的環(huán)氧當(dāng)量較高，后者的環(huán)氧當(dāng)量較低（環(huán)氧的比例）高，后者的環(huán)氧當(dāng)量較低（環(huán)氧的比例） 外觀：黃色至琥珀色高粘度透明液體。外觀：黃色至琥珀色高粘度透明液體。2.

25、1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 2 2、環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理、環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理 固化劑的類型：固化劑的類型：反應(yīng)型：參與樹脂的交聯(lián)反應(yīng)反應(yīng)型：參與樹脂的交聯(lián)反應(yīng)伯仲胺類伯仲胺類酸酐類酸酐類催化型：不參與樹脂的交聯(lián)反應(yīng)催化型：不參與樹脂的交聯(lián)反應(yīng)（叔胺類）（叔胺類） 2.1 原材料的選擇注意：催化型的固化劑注意：催化型的固化劑 只促進(jìn)環(huán)氧樹脂固化，固化劑本身不參與反應(yīng)。只促進(jìn)環(huán)氧樹脂固化，固化劑本身不參與反應(yīng)。 (1) (1) 伯胺類固化劑伯胺類固化劑/ /環(huán)氧樹脂的反應(yīng)機(jī)理環(huán)氧樹脂的反應(yīng)機(jī)理 課件第二章 手糊成型工藝 第一步：伯胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成仲胺第一步：伯胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成仲胺

26、 RNH2+CH2OCH RNH-CH2-CHOH 第二步：仲胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成叔胺第二步：仲胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成叔胺 R-NH-CH2-CHOH+CH2OCH RN 若采用多元胺則可反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使樹脂固化。若采用多元胺則可反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使樹脂固化。特別樹脂分子鏈上有多個(gè)環(huán)氧基時(shí)，更容易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。特別樹脂分子鏈上有多個(gè)環(huán)氧基時(shí)，更容易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。CH2-CHOHCH2-CHOH2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝常用的伯胺固化劑有：常用的伯胺固化劑有：乙二胺（揮發(fā)性強(qiáng)）、三乙烯四胺、間苯二甲胺等。乙二胺（揮發(fā)性強(qiáng)）、三乙烯四胺、間苯二甲胺等。OH2NRNH2CH2CH+

27、N-R-NCH-CH2CH-CH2OHCH2-CHCH2-CHOHOH2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝(2)(2)、叔胺類固化劑的固化機(jī)理（催化型）、叔胺類固化劑的固化機(jī)理（催化型）R3NCH2CHOOCH2CHCH2CHR3NCH2CHOOR3NCH2CHOOCH2CHCH2CHR3NCH2CHOO2.1 原材料的選擇R3NCH2CHCH2CHR3NOO 課件第二章 手糊成型工藝如此不斷反應(yīng)生成網(wǎng)狀大分子如此不斷反應(yīng)生成網(wǎng)狀大分子OCH2CHOR3NCH2CHCH2CHCH2CHOO常用的叔胺固化劑有：三乙胺、芐基二甲胺等。常用的叔胺固化劑有：三乙胺、芐基二甲胺等。作業(yè)：采用伯

28、胺類固化劑時(shí)環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理是什么？作業(yè)：采用伯胺類固化劑時(shí)環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理是什么？2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝（3）其它類固化劑：）其它類固化劑： 主要有改性胺類固化劑、酸酐類固化劑等。主要有改性胺類固化劑、酸酐類固化劑等。 改性伯胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)是：改性伯胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)是：提高固化劑的分子量，減少提高固化劑的分子量，減少揮發(fā)性，降低毒性。使分子中帶有羥基，提高了固化反應(yīng)活揮發(fā)性，降低毒性。使分子中帶有羥基，提高了固化反應(yīng)活性。性。 可利用胺與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等反應(yīng)，制得改性胺類可利用胺與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等反應(yīng)，制得改性胺類固化劑。國(guó)內(nèi)常用的牌號(hào)有：固化劑。國(guó)內(nèi)常用的

29、牌號(hào)有：120120固化劑，固化劑，590590固化劑，固化劑，591591固化劑，固化劑，593593固化劑等。固化劑等。 另外，伯酰胺另外，伯酰胺- -酸酐混合也常用做環(huán)氧樹脂的固化劑，酸酐混合也常用做環(huán)氧樹脂的固化劑，如聚酰胺固化劑，其具有顯著的增韌作用。如聚酰胺固化劑，其具有顯著的增韌作用。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝作業(yè)：作業(yè)：改性伯胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)是什么？改性伯胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 3 3 、輔助劑、輔助劑 環(huán)氧樹脂的輔助劑通常有：環(huán)氧樹脂的輔助劑通常有： （1 1）稀釋劑）稀釋劑 （2 2）增韌劑）增韌劑 （3 3）填料）填料 （4 4）色料）色料2.1 原材料

30、的選擇 課件第二章 手糊成型工藝（1 1）稀釋劑）稀釋劑 其作用是降低環(huán)氧樹脂的粘度，提高流動(dòng)性。其作用是降低環(huán)氧樹脂的粘度，提高流動(dòng)性。 活性稀釋劑：活性稀釋劑： 降低樹脂粘度的同時(shí)，參與固化反應(yīng)的稀釋劑。改降低樹脂粘度的同時(shí)，參與固化反應(yīng)的稀釋劑。改善工藝性能的同時(shí)也改善材料的性能。善工藝性能的同時(shí)也改善材料的性能。 非活性稀釋劑：非活性稀釋劑： 只起降低樹脂粘度的作用，不參與固化反應(yīng)的稀釋劑。只起降低樹脂粘度的作用，不參與固化反應(yīng)的稀釋劑。樹脂固化時(shí)部分逸出，部分殘留在制品內(nèi)。樹脂固化時(shí)部分逸出，部分殘留在制品內(nèi)。作業(yè)：環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑和非活性稀釋劑？作業(yè)：環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑和非活

31、性稀釋劑？2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝 常用活性稀釋劑：常用活性稀釋劑： 環(huán)氧丙烷丙稀醚、環(huán)氧丙烷丁基醚、酯環(huán)族環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烷丙稀醚、環(huán)氧丙烷丁基醚、酯環(huán)族環(huán)氧樹脂、甘油環(huán)氧樹脂等。甘油環(huán)氧樹脂等。 常用非活性稀釋劑：常用非活性稀釋劑： 丙酮、甲乙酮、苯乙烯、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯丙酮、甲乙酮、苯乙烯、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯等。非活性稀釋劑的使用，可使制品收縮率增加，降低粘等。非活性稀釋劑的使用，可使制品收縮率增加，降低粘結(jié)力，用量一般控制在結(jié)力，用量一般控制在5 51515以內(nèi)。以內(nèi)。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝（2 2）增韌劑）增韌劑 非活性增韌

32、劑（非活性增韌劑（增塑劑）增塑劑） 不帶有活性基團(tuán)，不參與固化反應(yīng)。常用的有鄰苯二不帶有活性基團(tuán)，不參與固化反應(yīng)。常用的有鄰苯二甲酸二甲酯、二乙酯、二丁酯，磷酸三丁酯等，摻加量甲酸二甲酯、二乙酯、二丁酯，磷酸三丁酯等，摻加量5 52020。 活性增韌劑：活性增韌劑： 參與固化反應(yīng)。參與固化反應(yīng)。其增韌作用又稱其增韌作用又稱“內(nèi)增塑內(nèi)增塑”。 常用的有聚酰胺（常用的有聚酰胺（650650，651651），是一種多元胺，），是一種多元胺，黃褐色粘稠液體（同時(shí)又是固化劑），用量是樹脂的黃褐色粘稠液體（同時(shí)又是固化劑），用量是樹脂的45458080，不需要另加其他固化劑。固化條件是：，不需要另加其他固

33、化劑。固化條件是： 65 65時(shí)時(shí)3h3h； 室溫時(shí)室溫時(shí)24h24h。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝（3 3）填料）填料 作用：作用： 降低成本；減少制品成型過(guò)程的收縮性，降低制品降低成本；減少制品成型過(guò)程的收縮性，降低制品的熱膨脹系數(shù)和制品的收縮率。的熱膨脹系數(shù)和制品的收縮率。 常用的填料有陶土、滑石粉、石英粉、石墨、金屬常用的填料有陶土、滑石粉、石英粉、石墨、金屬粉等。有時(shí)填料對(duì)制品的電性能、機(jī)械性能、耐磨性能粉等。有時(shí)填料對(duì)制品的電性能、機(jī)械性能、耐磨性能也有影響。也有影響。（4 4）色料）色料 為使制品美觀，在樹脂中加入色料。為使制品美觀，在樹脂中加入色料。 通常加入

34、無(wú)機(jī)顏料的樹脂糊，也有加有機(jī)顏料的，通常加入無(wú)機(jī)顏料的樹脂糊，也有加有機(jī)顏料的，但是應(yīng)保證有機(jī)顏料不參與反應(yīng)，否則容易退色。但是應(yīng)保證有機(jī)顏料不參與反應(yīng)，否則容易退色。 顏料糊制備的目的是：使均勻分布，不產(chǎn)生顏料團(tuán)。顏料糊制備的目的是：使均勻分布，不產(chǎn)生顏料團(tuán)。2.1 原材料的選擇 課件第二章 手糊成型工藝2.1.2.12.1.2.1增強(qiáng)材料的種類：增強(qiáng)材料的種類：（1）玻璃纖維種類）玻璃纖維種類 E E玻璃纖維，無(wú)堿纖維，含堿玻璃纖維，無(wú)堿纖維，含堿0.80.8以下以下 C C玻璃纖維，中堿纖維，含堿玻璃纖維，中堿纖維，含堿8 8左右左右 A A玻璃纖維，有堿纖維，含堿玻璃纖維，有堿纖維，含

35、堿12121515 S S玻璃纖維，高強(qiáng)纖維，含堿玻璃纖維，高強(qiáng)纖維，含堿0.30.3 M M 高彈玻璃纖維高彈玻璃纖維 L L防輻射玻璃纖維防輻射玻璃纖維2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝（2）玻纖制品）玻纖制品A A、玻璃纖維無(wú)捻粗紗、玻璃纖維無(wú)捻粗紗 P14P14 將拉絲得到的原紗，平行并股卷成圓筒形。將拉絲得到的原紗，平行并股卷成圓筒形。 牌號(hào)表示：無(wú)捻粗紗牌號(hào)表示：無(wú)捻粗紗8-24/5 8-24/5 表示直徑為表示直徑為8 8m m，5 5股并股，股并股，24m/g24m/g的玻璃纖的玻璃纖維維 注：每股紗有注：每股紗有200200根纖維。根纖維。B B、短切玻纖氈

36、、短切玻纖氈：將連續(xù)纖維按一定長(zhǎng)度切斷，無(wú)序均勻地：將連續(xù)纖維按一定長(zhǎng)度切斷，無(wú)序均勻地分散鋪平成一定厚度，用黏合劑粘合成的氈狀物。分散鋪平成一定厚度，用黏合劑粘合成的氈狀物。技術(shù)要求：密度均勻，浸漬性好；附模性好；松散單絲少；技術(shù)要求：密度均勻，浸漬性好；附模性好；松散單絲少；無(wú)污染，成型時(shí)無(wú)泛白現(xiàn)象。無(wú)污染，成型時(shí)無(wú)泛白現(xiàn)象。特點(diǎn)：吸附樹脂量大，短切氈特點(diǎn)：吸附樹脂量大，短切氈60608080 表面氈表面氈9090以上；以上；價(jià)格低；強(qiáng)度較低（低于布類）。價(jià)格低；強(qiáng)度較低（低于布類）。C C、無(wú)捻粗紗布、無(wú)捻粗紗布 大部分為無(wú)捻方格布，玻纖與玻纖之間平大部分為無(wú)捻方格布，玻纖與玻纖之間平行

37、分布。行分布。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝 是手糊成型中最常用的產(chǎn)品是手糊成型中最常用的產(chǎn)品，其其45度方向強(qiáng)度最低。度方向強(qiáng)度最低。D D、玻纖細(xì)布、玻纖細(xì)布 平紋、斜紋、緞紋平紋、斜紋、緞紋E E、單向織物、單向織物 4/1或或7/1布，即玻璃纖維經(jīng)緯分布比例不同。布，即玻璃纖維經(jīng)緯分布比例不同。2.1.2.2 其他纖維其他纖維1 1、碳纖維、碳纖維 具有強(qiáng)度高、模量高、和耐高溫等優(yōu)異性能。具有強(qiáng)度高、模量高、和耐高溫等優(yōu)異性能。P14P142 2、聚芳酰胺纖維、聚芳酰胺纖維 是一種新型高強(qiáng)纖維，強(qiáng)度可以達(dá)到是一種新型高強(qiáng)纖維，強(qiáng)度可以達(dá)到3.633.6310109

38、 9PaPa，價(jià)格比碳纖維低，但是耐紫外線性能較差。價(jià)格比碳纖維低，但是耐紫外線性能較差。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝2.1.2.3 玻纖的物理性能玻纖的物理性能 1、玻璃纖維的外觀和力學(xué)性能、玻璃纖維的外觀和力學(xué)性能（1 1）外觀和比重）外觀和比重 外觀是一個(gè)光滑的圓柱體，橫斷面幾乎是一個(gè)完美的外觀是一個(gè)光滑的圓柱體，橫斷面幾乎是一個(gè)完美的圓形。圓形。 玻璃纖維的直徑一般在玻璃纖維的直徑一般在5 52020m m； 比重一般在比重一般在2.42.42.7 2.7 容重一般在容重一般在240024002700kg/m2700kg/m3 32.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件

39、第二章 手糊成型工藝（2）力學(xué)性能）力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度很高（抗拉強(qiáng)度很高（1200-1500MPa1200-1500MPa），但是扭轉(zhuǎn)、剪切強(qiáng)度很），但是扭轉(zhuǎn)、剪切強(qiáng)度很 低（低于其它纖維）。低（低于其它纖維）。 玻纖為何比同成分的玻璃強(qiáng)度高出好多倍呢？玻纖為何比同成分的玻璃強(qiáng)度高出好多倍呢？ 玻璃內(nèi)部及表面均存在著較多的微裂紋，在外力的玻璃內(nèi)部及表面均存在著較多的微裂紋，在外力的作用下，微裂紋處特別是表面微裂紋處，產(chǎn)生應(yīng)力集中，作用下，微裂紋處特別是表面微裂紋處，產(chǎn)生應(yīng)力集中，首先破壞。玻纖高溫成型時(shí)，減少了玻璃內(nèi)部成分的不均首先破壞。玻纖高溫成型時(shí)，減少了玻璃內(nèi)部成分的不均一性，使微裂紋產(chǎn)

40、生的機(jī)會(huì)減少，因此纖維的強(qiáng)度提高。一性，使微裂紋產(chǎn)生的機(jī)會(huì)減少，因此纖維的強(qiáng)度提高。 玻纖在成型過(guò)程中由于拉絲機(jī)的牽引力作用，使玻玻纖在成型過(guò)程中由于拉絲機(jī)的牽引力作用，使玻纖內(nèi)部分子產(chǎn)生一定的定向排列，抗拉強(qiáng)度提高。纖內(nèi)部分子產(chǎn)生一定的定向排列，抗拉強(qiáng)度提高。作業(yè)作業(yè)1414：玻纖為何比同成分的玻璃抗拉強(qiáng)度高出幾十倍？：玻纖為何比同成分的玻璃抗拉強(qiáng)度高出幾十倍？2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝 影響玻纖強(qiáng)度的因素：影響玻纖強(qiáng)度的因素： （1 1）玻纖直徑和長(zhǎng)度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響）玻纖直徑和長(zhǎng)度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響 一般情況下，直徑越小，強(qiáng)度越高（但是不同成分，一般情況下，直徑越

41、小，強(qiáng)度越高（但是不同成分，不同成型條件下同直徑的玻纖強(qiáng)度也不一樣）。不同成型條件下同直徑的玻纖強(qiáng)度也不一樣）。 玻璃纖維長(zhǎng)度越大，強(qiáng)度越低。例如：玻璃纖維長(zhǎng)度越大，強(qiáng)度越低。例如： 5mm長(zhǎng)（長(zhǎng)（8m） 1500MPa 20mm長(zhǎng)（長(zhǎng)（8m） 1210MPa 可以用微裂紋理論解釋以上現(xiàn)象。可以用微裂紋理論解釋以上現(xiàn)象。因?yàn)槔w維越細(xì)，微因?yàn)槔w維越細(xì)，微裂紋越少；纖維越長(zhǎng)，產(chǎn)生微裂紋的概率越大裂紋越少；纖維越長(zhǎng)，產(chǎn)生微裂紋的概率越大。（2）化學(xué)成分對(duì)玻纖強(qiáng)度的影響）化學(xué)成分對(duì)玻纖強(qiáng)度的影響 硅硅 鋁鋁 鋇鋇 硼硼 鎂鎂 鉀鉀 鈉鈉 鉛鉛 SiO2、Al2O3、BaO、B2O3、MgO、K2O、N

42、a2O、PbO2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝一般情況下一般情況下K K2 2O O、 PbOPbO含量高，強(qiáng)度低。含量高，強(qiáng)度低。（3 3）存放時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的影響）存放時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的影響 由于空氣中的水分對(duì)玻璃纖維有一定的侵蝕作用，因此由于空氣中的水分對(duì)玻璃纖維有一定的侵蝕作用，因此存放一段時(shí)間后，玻璃纖維的強(qiáng)度下降。存放一段時(shí)間后，玻璃纖維的強(qiáng)度下降。 有堿纖維下降較快，無(wú)堿纖維下降較慢。所以玻璃纖維有堿纖維下降較快，無(wú)堿纖維下降較慢。所以玻璃纖維要密封保存，反之強(qiáng)度明顯下降。要密封保存，反之強(qiáng)度明顯下降。（4 4）玻璃纖維的模量）玻璃纖維的模量 延伸率較低，約延伸率較低，

43、約3 3，屬?gòu)椥圆牧?，受力時(shí)沒(méi)有明顯的，屬?gòu)椥圆牧?，受力時(shí)沒(méi)有明顯的塑性變形，應(yīng)力塑性變形，應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系基本是一條直線。應(yīng)變關(guān)系基本是一條直線。 彈性模量高于木材、有機(jī)纖維；低于鋼材。提高玻璃纖彈性模量高于木材、有機(jī)纖維；低于鋼材。提高玻璃纖維維MgOMgO、BeOBeO（氧化硒）含量可提高其彈性模量。（氧化硒）含量可提高其彈性模量。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝 2、玻纖的熱、光、電學(xué)性能、玻纖的熱、光、電學(xué)性能（1 1）玻璃纖維的導(dǎo)熱性）玻璃纖維的導(dǎo)熱性 玻璃纖維的導(dǎo)熱系數(shù)：玻璃纖維的導(dǎo)熱系數(shù)： 0.70.720 W/m.20 W/m. 玻璃纖維棉的導(dǎo)熱系數(shù)：玻

44、璃纖維棉的導(dǎo)熱系數(shù)：0.060.060.15 W/m.0.15 W/m. （容重（容重80Kg/m80Kg/m3 3，具有很好的保溫隔熱性能），具有很好的保溫隔熱性能） 玻璃鋼的導(dǎo)熱系數(shù)：玻璃鋼的導(dǎo)熱系數(shù)： 0.550.550.8 W/m.0.8 W/m.（2 2）耐熱性：一般纖維）耐熱性：一般纖維200200250 250 強(qiáng)度基本不變強(qiáng)度基本不變 普通玻璃纖維普通玻璃纖維 250250，有一定收縮，強(qiáng)度不變。，有一定收縮，強(qiáng)度不變。 鈉鈣玻纖鈉鈣玻纖 470470 高硅氧玻纖高硅氧玻纖 20002000 耐溫性能好，可以做管道保溫等。耐溫性能好，可以做管道保溫等。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類

45、 課件第二章 手糊成型工藝(3)電性能電性能 在外電場(chǎng)的作用下，玻璃纖維內(nèi)部的離子產(chǎn)生遷移在外電場(chǎng)的作用下，玻璃纖維內(nèi)部的離子產(chǎn)生遷移時(shí)會(huì)導(dǎo)電，玻璃纖維的導(dǎo)電性主要取決于化學(xué)組成。堿時(shí)會(huì)導(dǎo)電，玻璃纖維的導(dǎo)電性主要取決于化學(xué)組成。堿金屬離子最容易遷移，因此玻璃纖維成分中堿金屬離子金屬離子最容易遷移，因此玻璃纖維成分中堿金屬離子越多，其電絕緣性越差。越多，其電絕緣性越差。(4)玻纖及其制品的光學(xué)性能玻纖及其制品的光學(xué)性能 玻璃是優(yōu)良的透光材料，其透光率在玻璃是優(yōu)良的透光材料，其透光率在9595以上，但以上，但制成玻纖后其透光性大大下降（遠(yuǎn)不如玻璃），但具有制成玻纖后其透光性大大下降（遠(yuǎn)不如玻璃），

46、但具有一定的透光性。玻纖的透光率一般在一定的透光性。玻纖的透光率一般在18186060之間。之間。2.1.2.4玻纖的化學(xué)性能玻纖的化學(xué)性能 玻纖對(duì)水、水蒸氣、酸、堿、化學(xué)試劑等的抵抗能玻纖對(duì)水、水蒸氣、酸、堿、化學(xué)試劑等的抵抗能力，是其化學(xué)穩(wěn)定性的標(biāo)志，它在很大程度上決定了纖力，是其化學(xué)穩(wěn)定性的標(biāo)志，它在很大程度上決定了纖維的使用范圍。維的使用范圍。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝 （1）纖維表面狀況對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響）纖維表面狀況對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響 玻璃是很好的耐腐蝕材料，但制成玻纖后其表面積大玻璃是很好的耐腐蝕材料，但制成玻纖后其表面積大大增加，一般增加大增加，一般增

47、加50010005001000倍，因此被侵蝕介質(zhì)作用的倍，因此被侵蝕介質(zhì)作用的面積增加了面積增加了500 1000500 1000倍，因此玻纖的耐腐蝕性不算太好。倍，因此玻纖的耐腐蝕性不算太好。而且纖維越細(xì)，比表面積越大，耐腐蝕性越差。而且纖維越細(xì)，比表面積越大，耐腐蝕性越差。（2）溫度對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響）溫度對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響 實(shí)驗(yàn)表明：溫度愈高，介質(zhì)對(duì)玻纖破壞的速度愈快。實(shí)驗(yàn)表明：溫度愈高，介質(zhì)對(duì)玻纖破壞的速度愈快。 在在1010100100之間，每提高之間，每提高1010，腐蝕性提高，腐蝕性提高50%50%； 在在100100以上時(shí)，隨溫度提高，腐蝕速度更快。以上時(shí)，隨溫度提高，腐蝕速度

48、更快。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝（3）化學(xué)成分對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響）化學(xué)成分對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響 玻纖的化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于二氧化硅和堿金屬氧玻纖的化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于二氧化硅和堿金屬氧化物的含量?；锏暮?。 提高提高SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3的含量，和加入的含量，和加入ZrOZrO2 2、TiOTiO2 2能提高能提高 耐酸性。耐酸性。 提高提高SiOSiO2 2含量，并加入含量，并加入ZrOZrO2 2、TiOTiO2 2，能提高耐堿性。，能提高耐堿性。 提高提高AlAl2 2OO3 3的含量，耐水性增加。的含量，耐水性增加。 有堿玻璃纖維的耐水性

49、較差，因?yàn)閴A金屬硅酸鹽在有堿玻璃纖維的耐水性較差，因?yàn)閴A金屬硅酸鹽在水的作用下發(fā)生水解，堿金屬氧化物含量越高，耐水性水的作用下發(fā)生水解，堿金屬氧化物含量越高，耐水性越差，越差， 一般一般NaNa2 2OO含量應(yīng)控制在含量應(yīng)控制在1313以下。以下。2.1.2 增強(qiáng)材料的種類 課件第二章 手糊成型工藝 無(wú)堿玻璃纖維中的鉛、硼在無(wú)機(jī)酸作用下不穩(wěn)定，無(wú)堿玻璃纖維中的鉛、硼在無(wú)機(jī)酸作用下不穩(wěn)定，無(wú)堿玻璃纖維中無(wú)堿玻璃纖維中除二氧化硅骨架外，其他組分大部分能除二氧化硅骨架外，其他組分大部分能溶解，使強(qiáng)度降低，在玻璃中加入溶解，使強(qiáng)度降低，在玻璃中加入TiOTiO2 2 、ZrOZrO2 2、CuOCuO

50、，F(xiàn)eFe2 2O O3 3等成分，可提高無(wú)堿玻纖的耐酸性。等成分，可提高無(wú)堿玻纖的耐酸性。 綜上，無(wú)堿玻纖的耐堿性能、耐水性優(yōu)于有堿玻纖。綜上，無(wú)堿玻纖的耐堿性能、耐水性優(yōu)于有堿玻纖。而有堿玻纖的耐酸性比無(wú)堿玻纖強(qiáng)。而有堿玻纖的耐酸性比無(wú)堿玻纖強(qiáng)。作業(yè)：玻璃纖維的電絕緣性主要取決于什么因素？作業(yè)：玻璃纖維的電絕緣性主要取決于什么因素？2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理增強(qiáng)材料的表面處理一、表面處理的意義一、表面處理的意義 我們知道復(fù)合材料的性能不僅與樹脂、纖維的性質(zhì)我們知道復(fù)合材料的性能不僅與樹脂、纖維的性質(zhì)與含量有關(guān)與含量有關(guān),而且在很大程度上取決于二者的結(jié)合狀況。而且在很大程度上取決于二者的

51、結(jié)合狀況。2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝 玻纖成型時(shí)需加玻纖成型時(shí)需加“浸潤(rùn)劑浸潤(rùn)劑”，其作用是，其作用是消除靜電，達(dá)消除靜電，達(dá)到集束紡織的加工工藝要求。到集束紡織的加工工藝要求。 “浸潤(rùn)劑浸潤(rùn)劑”有有“紡織型浸紡織型浸潤(rùn)劑潤(rùn)劑”和和 “增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑”兩種。兩種。 “紡織型紡織型”浸潤(rùn)劑其成分浸潤(rùn)劑其成分多為石蠟類物質(zhì)，其存留在多為石蠟類物質(zhì)，其存留在纖維表面上，對(duì)樹脂與纖維的結(jié)合極為不利，可嚴(yán)重影響纖維表面上，對(duì)樹脂與纖維的結(jié)合極為不利，可嚴(yán)重影響復(fù)合材料的性能。另外，玻璃纖維表面經(jīng)常吸附有水分，復(fù)合材料的性能。另外，玻璃纖維表面經(jīng)常吸附有水分，也不利

52、于界面結(jié)合。也不利于界面結(jié)合。 表面處理（包含界面處理），就是在玻璃纖維表面涂表面處理（包含界面處理），就是在玻璃纖維表面涂一層叫做一層叫做“表面處理劑表面處理劑”的物質(zhì)，使纖維與樹脂能牢固地的物質(zhì)，使纖維與樹脂能牢固地結(jié)合，以達(dá)到提高玻璃鋼性能的目的。結(jié)合，以達(dá)到提高玻璃鋼性能的目的。2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝 實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明：玻璃纖維經(jīng)表面處理劑處理后，可以改善玻璃玻璃纖維經(jīng)表面處理劑處理后，可以改善玻璃纖維的耐磨、耐水、電絕緣等性能，對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度，特纖維的耐磨、耐水、電絕緣等性能，對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度，特別是濕態(tài)下的強(qiáng)度提高顯著別是濕態(tài)下的強(qiáng)度提高顯著。 常

53、用的表面處理劑有：常用的表面處理劑有： 沃蘭類表面處理劑，沃蘭類表面處理劑，A A151151、A A172172; ; 硅烷類表面處理劑，硅烷類表面處理劑，KH550KH550、KH560KH560等。等。 用沃蘭處理的玻纖與未處理的相比，制作的玻璃鋼強(qiáng)用沃蘭處理的玻纖與未處理的相比，制作的玻璃鋼強(qiáng)度可提高度可提高50%左右，若在海水中浸泡一年，二者強(qiáng)度可相左右，若在海水中浸泡一年，二者強(qiáng)度可相差一倍以上。差一倍以上。2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝二、纖維與樹脂的界面二、纖維與樹脂的界面 因?yàn)椴ＡЮw維很細(xì)，因此其比表面積很大。因?yàn)椴ＡЮw維很細(xì)，因此其比表面積很大。

54、比表面積比表面積A / V, AA / V, A表面積；表面積；V V體積體積 例如：例如：1cm1cm3 3 的玻璃，表面積是的玻璃，表面積是6cm6cm2 2，比表面積比表面積為為6 6；1cm1cm3 3直徑為直徑為8 8的玻纖的玻纖, ,表面積約為表面積約為5000cm5000cm2 2 ，比表面積比表面積為為50005000 。因此研究和探討纖維與樹脂界面上發(fā)生的物理和。因此研究和探討纖維與樹脂界面上發(fā)生的物理和化學(xué)現(xiàn)象是非常必要的?；瘜W(xué)現(xiàn)象是非常必要的。 (1)玻璃纖維的表面玻璃纖維的表面 玻璃纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大多是玻璃纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大多是SiOSiO2 2網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，占網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，占5

55、0%50%以上，以上，其他為金屬氧化物混合結(jié)構(gòu)。在玻璃纖維表面上也是這樣。其他為金屬氧化物混合結(jié)構(gòu)。在玻璃纖維表面上也是這樣。 另外，玻纖表面存在微裂紋（機(jī)械加工、存放、熱處另外，玻纖表面存在微裂紋（機(jī)械加工、存放、熱處理等造成的）。因此玻璃纖維的表面是：理等造成的）。因此玻璃纖維的表面是：2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝 金屬氧化物混合物結(jié)構(gòu)比較容易吸水，因此清潔金屬氧化物混合物結(jié)構(gòu)比較容易吸水，因此清潔的玻璃纖維表面，暴露在大氣中，很快就會(huì)吸附一層的玻璃纖維表面，暴露在大氣中，很快就會(huì)吸附一層水分子。此水分吸附到玻纖表面后具有明顯的堿性，水分子。此水分吸附到玻纖表面

56、后具有明顯的堿性，堿性水將與二氧化硅網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反應(yīng)：堿性水將與二氧化硅網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反應(yīng)： SiSiO OSiSi+OH+OH SiSiOH+ OH+ SiOSiO 上述反應(yīng)上述反應(yīng)破壞了玻璃纖維的二氧化硅骨架，使強(qiáng)破壞了玻璃纖維的二氧化硅骨架，使強(qiáng)度下降。度下降。 如果上述反應(yīng)發(fā)生在微裂紋處，水會(huì)促使微裂紋如果上述反應(yīng)發(fā)生在微裂紋處，水會(huì)促使微裂紋擴(kuò)展，致使強(qiáng)度大幅度下降。擴(kuò)展，致使強(qiáng)度大幅度下降。玻纖表面微裂紋SiO2網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金屬氧化物混合結(jié)構(gòu)2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝(2) (2) 纖維與樹脂的界面纖維與樹脂的界面 在玻璃鋼中，玻璃纖維與樹脂之間形成了玻璃與在玻璃鋼

57、中，玻璃纖維與樹脂之間形成了玻璃與樹脂的結(jié)合界面。樹脂的結(jié)合界面。 樹脂對(duì)水分的敏感性很大（水分起阻聚作用），樹脂對(duì)水分的敏感性很大（水分起阻聚作用），而玻纖表面的水分恰恰就是在樹脂纖維界面上，起而玻纖表面的水分恰恰就是在樹脂纖維界面上，起阻聚作用，影響界面上的樹脂固化。阻聚作用，影響界面上的樹脂固化。 已經(jīng)成型好的玻璃鋼制品，若水浸入到玻璃纖維已經(jīng)成型好的玻璃鋼制品，若水浸入到玻璃纖維與樹脂的界面上同樣會(huì)對(duì)玻璃纖維起破壞作用。與樹脂的界面上同樣會(huì)對(duì)玻璃纖維起破壞作用。2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝（3 3）表面處理劑的作用機(jī)理）表面處理劑的作用機(jī)理 表面處理劑的分子

58、中一般都含有兩種性質(zhì)不同的基表面處理劑的分子中一般都含有兩種性質(zhì)不同的基團(tuán)。其中一部分基團(tuán)（如硅烷基）能與無(wú)機(jī)物（比如玻璃，團(tuán)。其中一部分基團(tuán)（如硅烷基）能與無(wú)機(jī)物（比如玻璃，金屬）表面上的金屬）表面上的M MOHOH起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵；另一部分起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵；另一部分基團(tuán)能（如乙烯基）能與樹脂起反應(yīng)形成化學(xué)鍵。使無(wú)機(jī)基團(tuán)能（如乙烯基）能與樹脂起反應(yīng)形成化學(xué)鍵。使無(wú)機(jī)物和樹脂這兩類性質(zhì)差別很大的材料以化學(xué)鍵的形式物和樹脂這兩類性質(zhì)差別很大的材料以化學(xué)鍵的形式“偶偶聯(lián)聯(lián)”在一起，形成了一個(gè)牢固的整體。在一起，形成了一個(gè)牢固的整體。 表面處理劑又稱為表面處理劑又稱為“偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑”。它能改

59、性玻璃纖維的。它能改性玻璃纖維的表面性質(zhì)和復(fù)合材料的界面狀態(tài)，加強(qiáng)界面結(jié)合，可以有表面性質(zhì)和復(fù)合材料的界面狀態(tài)，加強(qiáng)界面結(jié)合，可以有效防止水分等有害介質(zhì)的侵蝕。效防止水分等有害介質(zhì)的侵蝕。 偶聯(lián)劑的作用：偶聯(lián)劑的作用：2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝 偶聯(lián)劑是一種改善玻纖的表面性質(zhì)，即能與玻纖起化偶聯(lián)劑是一種改善玻纖的表面性質(zhì)，即能與玻纖起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵結(jié)合，又能與樹脂起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵結(jié)合，又能與樹脂起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵結(jié)合的表面處理劑。它可以加強(qiáng)復(fù)合材料的界面結(jié)合，鍵結(jié)合的表面處理劑。它可以加強(qiáng)復(fù)合材料的界面結(jié)合，保護(hù)纖維，防止水分等有害介質(zhì)的侵

60、入；它可以改善復(fù)合保護(hù)纖維，防止水分等有害介質(zhì)的侵入；它可以改善復(fù)合材料的界面狀態(tài)，有效傳遞應(yīng)力，使多種材料間形成一個(gè)材料的界面狀態(tài)，有效傳遞應(yīng)力，使多種材料間形成一個(gè)復(fù)合牢固的整體。復(fù)合牢固的整體。注：上式左側(cè)是乙烯基硅烷偶聯(lián)劑水解形成的乙烯基硅醇；紅線為玻璃表面。注：上式左側(cè)是乙烯基硅烷偶聯(lián)劑水解形成的乙烯基硅醇；紅線為玻璃表面。SiSiCH=CHOHSiOHOOSiOHSiOHCH2=CHHOSiOHOSiSiOOOCH=CHSiOOSiOCH=CH2.1.3 增強(qiáng)材料的表面處理 課件第二章 手糊成型工藝（4）玻璃纖維的處理方法）玻璃纖維的處理方法 后處理法：后處理法：（對(duì)于對(duì)于“紡織型