玻璃鋼的材質(zhì)說明

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料（玻璃鋼）成型工藝及應(yīng)用一、前言相比傳統(tǒng)材料，復(fù)合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大戰(zhàn)以來發(fā)展 很快。盡管產(chǎn)量?。〒?jù)法國 Vetrotex公司統(tǒng)計，2003年全球復(fù)合材料達700萬 噸），但復(fù)合材料的水平已是衡量一個國家或地區(qū)科技、經(jīng)濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的33%f 32%以中國（含臺灣?。⑷毡緸橹鞯膩喼拚?0%中國大陸2003年玻班纖維增強塑料（玻 璃纖維與樹脂復(fù)合的復(fù)合材料、俗稱“玻璃鋼”）逾 90萬噸，已居世界第二位 （美國2003年為169萬噸，日本

2、不足70萬噸）。復(fù)合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成：增強材料：在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相賦于復(fù)合材料的主要力學(xué)性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料?；w：構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料如玻璃鋼（ GRP中的樹脂（本文談 到的環(huán)氧樹脂）就是基體。按基體材料不同，復(fù)合材料可分為三大類：樹脂復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料無機非金屬基復(fù)合材料，如陶瓷基復(fù)合材料。環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)點：1、為什么采用環(huán)氧樹脂做基體？1）固化收縮率代低，僅1%-3%而不飽和聚酯樹脂卻高達 7%-8%2）粘結(jié)力強；3）有B階段，有利于生產(chǎn)工藝；4）可低壓固化，揮發(fā)份甚低；5）固化后

3、力學(xué)性能、耐化學(xué)性佳，電絕緣性能良好。6）值得指出的是環(huán)氧樹脂耐有機溶劑、耐堿性能較常用的酚醛與不飽和聚酯樹脂為佳，然耐酸性差；固化后一般較脆，韌性較差。2、環(huán)氧玻璃鋼性能（按 ASTM以FW（纖維纏繞）法制造的玻纖增強環(huán)氧樹脂的產(chǎn)品為例，將其與鋼比較。1文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持表1 GF/EPR與鋼的性能比較（準確性值得商榷，請參看相關(guān)資料）項 目玻璃含量GF/EPR （玻纖含量 80wt%）AISI1008冷軋鋼項 目玻璃含量GF/EPR （玻纖含量 80wt%）AISI1008冷軋鋼相對密度/V2.087.86燃 燒 性(UL-94)V-O/拉伸強度5

4、51.6MPa331.0MPa比熱容535J/kg?k233J/kg?k拉伸模量27.58GPa206.7GPa膨脹系數(shù)4.0 X10-6k-16.7 x 10-6k-1伸長率1.6%37.0%熱變形溫度204oC (1.82MPa)/彎曲強度699.5MPa/熱導(dǎo)率1.85W/m?k33.7W/m?k彎曲模量34.48GPa/介電強度11.8 x 106V/m/壓縮強度310.3MPa331.0MPa吸水率0.5%(24h)/懸臂梁沖擊強度2385J/m/表2幾種常用材料與復(fù)合材料的比強度和比模量（準確性值得商榷，請參看相關(guān)資料）“料名稱密度g/cm3拉伸強度X104MPa彈性模量X106M

5、Pa比強度x106cm比模量x109cm鋼7.810.1020.590.130.27鋁2.84.617.350.170.26鈦4.59.4111.180.210.25，璃鋼2.010.403.920.530.21碳纖維/環(huán)氧樹脂1.4514.7113.73/碳纖維/環(huán)氧（對脂1.610.4923.54/芳綸纖維/環(huán) 樹脂_1.413.737.85/文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持硼纖維/環(huán)氧樹脂2.113.5320.59/硼纖維/鋁2.659.8119.610.750.2圖1復(fù)合材料的比強度與比剛性二、纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料成型工藝簡介1、手糊成型（hand la

6、y up）圖2手糊成型示意圖（1）概要依次在模具表面上施加脫模劑膠衣一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹 脂（須待膠衣凝結(jié)后）一層纖維增強材料（玻纖、芳綸、碳纖維.）, 纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布（方格布）等幾 種。以手持輾子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料， 并驅(qū)除氣泡，壓實基層。鋪層操作反復(fù)多次，直到達到制品的設(shè)計厚度。樹脂因聚合反應(yīng)，常溫固化。可加熱加速固化。（2）原材料樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。纖維玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難于手工將樹脂浸透，亦可用。芯材任意。優(yōu)點1）適合少量生產(chǎn)；2）可室溫成型，設(shè)備投資少，模具折舊費低；3

7、）可制造大型制品和型狀復(fù)雜產(chǎn)品；4）樹脂和增強材料可自由組合，易進行材料設(shè)計；5）可采用加強筋局部增強，可嵌入金屬件；6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面 （如開模成型則一面不平滑）；7）玻纖含量較噴射成型高。無捻粗紗布50流右織物 35%-45%文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持短切原絲氈30%-40%缺點1）屬于勞動密集型生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量由工人訓(xùn)練程度決定；2）玻纖含量不可能太高；樹脂需要粘度較低才易手工操作，溶劑/苯乙烯量高，力學(xué)與熱性能受限制；3）手糊用樹脂分子量低；通常可能較分子量高的樹脂有害于人的健康和安全。典型產(chǎn)品艦艇、風力發(fā)電機葉片、游樂設(shè)備、冷卻

8、塔殼體、建筑模型。2、樹脂傳遞成型（RTM）圖3樹脂傳遞成型示意圖（1）概要RTM一種閉模低壓成型的方法。將纖維增強材料置于上下模之間；合模并將模具夾緊；在壓力下注射樹脂；樹脂固化后打開模具， 取下產(chǎn)品。樹脂膠凝過程開始前，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個內(nèi)，浸漬纖維材料。RTM一低壓系統(tǒng)，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當制造高纖維含量（體積比超過50%）的制品，如航空航天用零部件時，壓力甚至達 0.7MPa纖維增強材料有時可預(yù)先在一個模具內(nèi)預(yù)成型大致形狀（帶粘結(jié)劑），再在第二個模具內(nèi)注射成型。為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射 （VARI-vacuum saa

9、istedrsin injection） 。注意樹脂一經(jīng)將纖維材料浸透，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復(fù)合材料與鋼材料 制作。若采用加熱工藝。宜用鋼模。（2）原材料樹脂：一般多用環(huán)氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛；當加溫時，高溫樹脂臺雙馬列來酰亞胺樹脂亦可用。法國Vetrotex 公司開發(fā)了熱塑性樹脂 RTM纖維：任意。常用玻纖連續(xù)氈、縫編材料（其纖維間的縫隙得于樹脂傳遞）、無捻粗紗布；玻纖與熱 塑性塑料的復(fù)合紗及其織物與片材（法國Vetrotex商品名TWINTEX）芯材：不用蜂窩，因蜂窩空格全被樹脂填滿，壓力會導(dǎo)致其破壞?？捎媚腿軇┌l(fā)泡材料PU P

10、R CL VC等。優(yōu)點文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持1）制品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少；2）閉模成型，生產(chǎn)環(huán)境好；3）勞動強度低，對工人技術(shù)熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低；4）制品兩面光，可作有表面膠衣的制品，精度也比較高；5）成型周期較短；6）產(chǎn)品可大型化；7）強度可按設(shè)計要求具有方向性；8）可與芯村、嵌件一體成型；9）相對注射設(shè)備與模具成本較低。缺點1）不易制作較小產(chǎn)品；2）因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復(fù)雜，價位也高一些；3）能有未被浸漬的材料，導(dǎo)致邊角料浪費。典型產(chǎn)品小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼3、纖維纏繞（FW）圖

11、4纖維纏繞示意圖（1）概要通常采用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞，通過張力系統(tǒng)、樹 脂槽、繞絲嘴，由小車帶動其往復(fù)移動并纏繞在回轉(zhuǎn)的芯軸（模）上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據(jù)強度設(shè)計，并由芯軸（模）轉(zhuǎn)速與小車往復(fù)速度之比，精確地控制。固化后將纏繞的復(fù)合材料制 品脫模。對某些兩端密閉的產(chǎn)品不用脫模，芯模即包在復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi)，作為內(nèi)襯。（2）原材料樹脂：任意。環(huán)氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。纖維：任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產(chǎn)管罐時，常用表面氈、短切原絲作為內(nèi)襯材料。芯材：可用。雖然復(fù)合材料制品通常是單一殼體，一般不用。優(yōu)點1）因為纖維逕直以合理的線形鋪

12、設(shè)，承擔負荷，故復(fù)合材料制品的結(jié)構(gòu)特性可非常高；2）由于同內(nèi)襯層組合，可制得耐腐蝕、耐壓、耐熱的制品；文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持3）可制造兩端封閉的制品；4）鋪放材料快、經(jīng)濟、用無捻粗紗，材料費用低;5）可采用樹脂計量，然浸膠后的纖維通過擠膠或口模，控制樹脂含量；6）可大理生產(chǎn)和自動化；7）機械成型，復(fù)合材料材質(zhì)及方向性均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。 缺點1）制品形狀限于圓柱形或其它回轉(zhuǎn)體；2）纖維不易沿制品長度方向精確排列；3）對于大型制品，芯模成本高；4）成品外表不是“模制”的，不盡人意；5）對于承受壓力的制品，如選擇樹脂不合適或無內(nèi)襯，就易發(fā)生滲漏。典型產(chǎn)品管道、貯罐

13、、氣瓶（消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等）、固體火箭發(fā)動機殼體。4、RIM（Reaction Injection Molding-反應(yīng)注射成型）圖5RIM示意圖（1）概要將兩種或兩種以上的組分在混合區(qū)低壓（0.5MPa）混合后，即在低壓（0.5-1.5MPa）下注射到閉模中反 應(yīng)成型，此即為工藝過程。若組分一為多元醇，一為異氟酸酯，則反應(yīng)生成聚氨酯。為增加強度,可直接在一種組分內(nèi)行加入磨碎玻纖原絲和（或）填料。弈可采用長纖維（如連續(xù)纖維氈、織物、復(fù)合氈、短切原絲等的預(yù)成型物等）增強，在注射前，將長纖維增強材料預(yù)先置模具內(nèi)。用此法可得 到高力學(xué)性能的制品。這種工藝稱為 SRIM（Structural

14、 Reaction Injection Molding- 結(jié)構(gòu)反應(yīng)注 射成型）。（2）原材料樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/月尿混合體系；亦可采用環(huán)氧、尼龍、聚酯等基本； 纖維：常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維； 芯材：不用。優(yōu)點1）制造成本比熱塑性塑料注射工藝低；2）可制造大尺寸、開頭復(fù)雜的產(chǎn)品；3）固化快，適于快速生產(chǎn)。文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持缺點采用磨碎玻璃纖維增強原料費用高，薦用礦物復(fù)合材料取代之。主要產(chǎn)品汽車儀表盤、保險杠、建筑門、窗、桌、沙發(fā)、電絕緣件。5、拉擠成型（Pultrusion）概要主要采用玻璃纖維無捻粗紗（使用前預(yù)先放置在紗架上）

15、，它提供縱向（沿生產(chǎn)線方向）增強。其它類型的增強有連續(xù)原絲氈、織物等，它們補充橫向增強，表面氈則用于提高成品表面質(zhì)量。樹脂中可加入填料，改進型材料性能（如阻燃），并降低成本。拉擠成型的程序是1）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂；2）玻璃纖維預(yù)成型后進入加熱模具內(nèi)，進一步浸漬 （擠膠）、基本樹脂固化、復(fù)合材料定型；3）將型材按要求長度切斷?，F(xiàn)在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠制品成型技術(shù)。拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式：膠槽浸漬法：通常采用此法，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然后進入模具。此法設(shè)備便宜作業(yè)性好，適于不飽和聚酯樹脂，乙烯基酯樹脂。注入浸漬法（圖6）:玻纖增強材料進入模具后，被注入模

16、具內(nèi)的樹脂所浸漬。此法適于凝膠時間短、 粘度高、生產(chǎn)附產(chǎn)物的樹脂基體，如酚醛、環(huán)氧、雙馬來酰亞胺樹脂。圖6注入浸漬法（2）原材料樹脂：常用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂；纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續(xù)氈、縫編氈、縫編復(fù)合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等；芯材：一般不用，現(xiàn)有以PU發(fā)泡材料為芯材，外為連續(xù)拉擠框型型材，作為保溫墻板的。優(yōu)點1）典型拉擠速度0.5-2m/min ,效率較高，適于大批量生產(chǎn)，制造長尺寸制品；2）樹脂含量可精確控制；3）由于纖維呈縱向，且體種比可較高（40%-80%）,因而型材軸向結(jié)構(gòu)特性可非常好；文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編

17、輯.歡迎下載支持4）主要用無捻粗紗增強，原材料成本低，多種增強材料組合使用，可調(diào)節(jié)制品力學(xué)性能；5）制品質(zhì)量穩(wěn)定，外觀平滑。缺點1）模具費用較高；2） 一般限于生產(chǎn)恒定橫截面的制品。典型產(chǎn)品建筑屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、墻板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調(diào)器罩、擴軌罩。6、真空袋法法成型 （Vacuum bag process）圖7真空袋法成示意圖（1）概要此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一起，在積層上覆以橡膠袋，周邊密封，在后用真空泵抽真空，積層從而受到不大于1

18、個氣壓的壓力，而被壓實、成型。（2）原材料樹脂：主要采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯（交聯(lián)劑）過度抽出，可能會造成問題，故一般不用；纖維：同手糊法；芯材：任意。優(yōu)點1）采用普通的濕法鋪層技術(shù)，通?？色@得高纖維含量的制品；2）可制造大尺寸產(chǎn)品；3）產(chǎn)品兩面光；4）較濕法鋪層浸膠孔隙率低；5）由于壓力，樹脂流經(jīng)結(jié)構(gòu)纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂；6）有利于操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時逸出的揮發(fā)性物質(zhì)。缺點1）額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本；2）要求操作人員有較高的技術(shù)熟練水平；3）樹脂混合和含量控制基本上仍然取決于操作人員的技術(shù)；文檔來源

19、為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持4）生產(chǎn)效率不高。典型產(chǎn)品艇、賽車、芯材粘結(jié)、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。7、樹脂膜熔浸成型（RFI-Resin Film Infusion）圖8樹脂膜熔浸成型示意圖（1）概 要將干強物與樹脂片（樹脂片系放在一層脫模紙上提供）交替鋪放在模具內(nèi)。鋪層被真空袋包覆，藉真 空泵抽真空，將干織物內(nèi)空氣抽出。然后加熱，令樹脂熔化并流浸已抽出空氣的織物，然后經(jīng)過一 事實上時間即固化。（2）原材料樹脂：一般僅用環(huán)氧樹脂；纖維：任意；芯材：許多種芯材都可以使用，由于工藝過程中溫度高，對pvcm沫需要專門處理，以免泡沫損壞 優(yōu)點1）空隙率低，可精確獲得高的纖

20、維含量；2）鋪層清潔，有利于健康和安全（似預(yù)浸）；3）可較預(yù)浸法成本低，此為主要的優(yōu)點；4）由于樹脂僅能過織物厚度方向傳遞，故樹脂未浸到白斑區(qū)可較SCRIMP西曼復(fù)合材料公司樹脂參入成型法一Seeman Composite Resin Infusion Molding Process） 少。缺點1）目前僅用于宇航工業(yè)，還未推廣；2）雖然宇航工業(yè)用高壓釜系統(tǒng)產(chǎn)非總是需要，但加熱室和真空袋系統(tǒng)對于復(fù)合材料固化，總是不可 少的；3）模具要求能經(jīng)受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100oC）;4）要求所用芯材能經(jīng)受工藝溫度和壓力；典型產(chǎn)品飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。8、預(yù)浸料（高壓釜）成型圖9預(yù)

21、浸料高壓釜法示意圖（1）概要預(yù)先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下，將織物和 （或）纖維預(yù)先用預(yù)催化樹脂預(yù)浸漬。固化劑大多文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持能在環(huán)境溫度下，讓預(yù)浸材料貯存幾周或幾個月，仍能保質(zhì)使用。當要延長保持期，材料須在冷凍 條件下貯存。樹脂通常在環(huán)境溫度下呈臨界固態(tài)。故觸摸預(yù)浸材料時有輕微的黏附感，象膠帶似的。 制作單向預(yù)浸漬材料的纖維直接由紗架下來，與樹脂結(jié)合。預(yù)浸漬材料用手或機械鋪于模具表面， 通過真空袋抽真空，并通常加熱到 120-180OG使樹脂重新流動，并最終固化。盛開附加壓力通常 藉助高壓釜（實際上是一座壓力加熱罐）提供，它能對鋪層施加達5

22、個大氣壓的壓力。（2）原材料樹脂：通常用環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂，如聚酰亞胺、氟酸酯、雙馬來酰 亞胺樹脂等；纖維：任意。雖然由于在工藝過程中，高溫分對芯材有些影響，需要采用某些專門的泡沫芯材。優(yōu)點1）預(yù)浸材料制造人員可精確地調(diào)整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖 維含量。2）材料于操作人員十分安全，無礙健康，操作清潔；3）單向帶纖維成本最低，因為毋須將纖維預(yù)先轉(zhuǎn)為織物的二次加工過程；4）由于制造過程采用可滲透的高粘度樹脂，樹脂化學(xué)性能力學(xué)和熱性能可以是最適宜的；5）材料有效時間長（室溫下可保質(zhì)數(shù)月），這意味著可優(yōu)化結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料易鋪層；6）可能實現(xiàn)自動

23、化和節(jié)省勞動力。缺點1）對于預(yù)浸織物，材料成本高；2）通常要對高壓釜固化復(fù)合材料制品，耗費大、作業(yè)慢、制品尺寸受限制；3）模具需能承受作業(yè)溫度；4）芯材需要承受作業(yè)溫度和壓力。典型產(chǎn)品飛機結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（如機翼和尾翼）、衛(wèi)星與運載火箭結(jié)構(gòu)件（太陽能電池基板、夾層結(jié)構(gòu)板、衛(wèi)星 接口支架、火箭整流罩等）、賽車、運動器材（如網(wǎng)球拍、滑雪板等）。9、低溫固化預(yù)浸料成型圖10低溫固化預(yù)浸料成型示意圖（1）概要低溫固化預(yù)浸料完全按通常的預(yù)浸料方法制備，但樹脂的化學(xué)性質(zhì)使其得以在60-100OC溫度下周化。在60oC時，材料可操作保持期可小到限于 1個星期，但亦可延長到幾個月。樹脂系統(tǒng)的流動10文檔來源為：從

24、網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持截面適于采用真空袋壓力，避免采用高壓釜。材料樹脂：一般僅采用環(huán)氧樹脂；纖維：任意，同通常的預(yù)浸料；芯材：任意，雖然一般 的pvcm沫需要特別注意。優(yōu)點1）具有傳統(tǒng)預(yù)浸料法所具備的（1）-（6）條優(yōu)點；2）模具材料較便宜，如木材亦可用，因其固化溫度較低故；3）可容易地制造大型結(jié)構(gòu)。因為僅需真空袋壓力；固化溫度低，可采用簡單的熱空氣循環(huán)加熱室（經(jīng) 常就地建造大于制品的加熱室）；4）可采用普通的PVC包沫芯材，略作處理即可；5）能耗低。缺點1）材料成本仍高于預(yù)浸織物；2）需加熱室和真空袋系統(tǒng)，以固化制品；3）模具需能經(jīng)受高于環(huán)境溫度的溫度（常用60- 1

25、00oC）;4）仍有能耗，因需高于環(huán)境溫度固化。典型產(chǎn)品高性能風力發(fā)電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。10、SCRIMP,RIFT,VARTM圖 11 SCRIMP,RIFT,VARTM：意圖（1）概要SCRIMP（SeemarComposite Infusion Molding Process 西曼復(fù)合材料公司 樹脂滲透成型 法）,RIFT（Resin Infusion umder Flexibe Tooling -柔 性模具樹脂滲 透法），VARTM（Vscuum Assisted Transfer Molding真空輔助樹脂傳遞成型）這三種工藝原理相似。將織物作為干鋪層材料入模內(nèi)，如

26、同 RTM然后覆以剝離保護層和縫編非結(jié)構(gòu)織物。整個鋪層用真 空袋覆罩好。袋無滲漏后，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經(jīng)非結(jié)構(gòu)織物而在整個鋪層分布。 SCRIMP 法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊，利于提高制作表觀與結(jié)構(gòu)密實度。材料樹脂：常和環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂；11文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用，因其間隙使得樹脂快速流動；芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用。優(yōu)點1）同RTM但制品僅一面光，不似 RTMW面光；2）由于模具一半是真空袋，主模具僅需較低強度，故模具成本甚低；3）可制造大尺寸產(chǎn)品；4）通常的濕法鋪層

27、工具可改進以用于這些成型法；5） 一次作業(yè)即可生產(chǎn)芯材結(jié)構(gòu)。缺點1）要完成好相對復(fù)雜的操作過程；2）樹脂粘度必須非常低，限制了制品的力學(xué)性能；3）鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大；SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。典型產(chǎn)品小艇半成品、列車和卡車車身面板。三、環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用環(huán)氧樹脂是先進復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的樹脂體系，它可適用于多種成型工藝，可配制成不同 配方，可調(diào)節(jié)粘度范圍大；以便適應(yīng)于不同的生產(chǎn)工藝。它的貯存壽命長，固化時不釋出揮發(fā)物， 固化收縮率低，固化后的制品具有極佳的尺寸穩(wěn)定性、 良好的耐熱、耐濕性能和高的絕緣性，因此, 目前環(huán)氧樹脂統(tǒng)治著高性能復(fù)合材料的市場。（一）環(huán)

28、氧樹脂復(fù)合材料在航空工業(yè)中應(yīng)用40年代初，電子工業(yè)的需要，尋找一種適宜的材料，做防護軍用飛行器的雷達天線，特別是防 護戰(zhàn)斗機及轟炸機上的雷達天線。采用雷達罩是用來防護氣候?qū)茈娮觾x器的影響。玻璃鋼具有 優(yōu)良的透雷達波性能，足夠的機械強度和簡便的成型工藝，使它成為理想的雷達罩材料。這是歷史 上第一次采用玻璃鋼制造雷達罩，同時又大大地促進了玻璃鋼材料的研究。60年代玻璃鋼技術(shù)在直升機領(lǐng)域的應(yīng)用有所突破，如西德M B. B.公司研制玻璃鋼旋翼槳葉，逐步取代金屬鋁蒙皮/鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的金屬槳葉。但由于玻璃鋼的模量低，不能制造高強度的飛 機結(jié)構(gòu)件。70年代初，隨著硼纖維、碳纖維、芳綸纖維等相繼出現(xiàn)，這

29、些高級增強纖維的比剛度、比強度、12文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持耐疲勞性能等優(yōu)于金屬材料，由它們來增強環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合材料，已在飛機的主結(jié)構(gòu)件（主受力件）上得到應(yīng)用。近10多年來，考慮到這些高級增強纖維的價格都比較高，為了更合理的用材，大力開發(fā)混雜 復(fù)合材料（Hybrid Composites） 的研究。以復(fù)合材料在飛機發(fā)動機中的應(yīng)用為代表。美國兩家噴氣發(fā)動機制造廠：通用電器一飛機發(fā)動 機事業(yè)集團公司（GAEBG和普惠公司，以及其它一些二次承包公司，都在用高性能復(fù)合材料取代 金屬制造飛機發(fā)動機零部件。如發(fā)動機艙系統(tǒng)的許多部緊推力反向器、風扇罩、風扇出風道導(dǎo)流片

30、 等都用復(fù)合材料制造。如發(fā)動機進口氣罩的外殼是由美國聚合物公司的碳纖維環(huán)氧樹脂預(yù)混料 （E707A）疊鋪而成，它具有耐177c高溫的熱氧化穩(wěn)定性科殼表面光滑如鏡面，有利于形成層流。 又 如FW 4 0O0型發(fā)動機有8 0個149c的高溫空氣噴口導(dǎo)流片也是用碳纖維環(huán)氧預(yù)浸料制造的。在316c這一極限溫度以下的環(huán)境中，復(fù)合材料不僅性能優(yōu)于金屬，而且經(jīng)濟效益高。據(jù)波音公司 估算，噴氣客機重量每減輕一磅，是飛機在整個使用期限內(nèi)可節(jié)省100 0美元。據(jù)法布萊特公司估算，美國第年約有100萬磅復(fù)合材料用于制造噴氣飛機發(fā)動機零件，銷售額高達5000萬美元。目前環(huán)氧樹脂的連續(xù)使用溫度最高約在280c以下，近來

31、DOW名學(xué)公司的一種多功能團環(huán)氧樹脂Tactlx742 ,用二氨基二苯碉固化劑；制成的制品玻璃化溫度 Tg310C,可用于制造噴氣發(fā)動機零 件。（二）環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在航天工業(yè)中的應(yīng)用宇航技術(shù)對結(jié)構(gòu)材料高比模量、高比強度的要求，特別嚴格，使先進復(fù)合材料成為宇航技術(shù)必 需的材料。作為結(jié)構(gòu)材料的基作樹脂基本上都采用環(huán)氧樹脂。其主要的應(yīng)用范圍如下： 1、固體火箭發(fā)動機殼體在50年代末，采用纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體取代鋼殼， 使結(jié)構(gòu)減輕50% 60%。后來，”三 叉戟1”、M X的三級發(fā)動機殼體全部采用芳綸/環(huán)氧樹脂體系，重量又比玻璃鋼的同尺寸殼體減 輕 50%。在阿里安運載火箭許多結(jié)構(gòu)件均用碳纖維/

32、環(huán)氧樹脂制造。2.戰(zhàn)略導(dǎo)彈上的應(yīng)用美國已采用JFRP作彈頭結(jié)構(gòu)殼體、儀器艙、級間段等 50多個分系統(tǒng)部件。據(jù) 洛克希德導(dǎo)彈 與宇航公司稱用碳纖維/環(huán)氧樹脂制造的機構(gòu)取代鋁結(jié)構(gòu)，可使結(jié)構(gòu)減輕40%。3、衛(wèi)星和宇航器上的結(jié)構(gòu)應(yīng)用衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的輕型化對衛(wèi)星功能及運載火箭的要求至關(guān)重要，所以對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的重量要求很嚴。13文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持國際通訊衛(wèi)星VA中心推力筒用碳纖維復(fù)合材料取代鋁后減重 23kg（約占30%）,可使有效載荷艙增 加450條電話線路，僅此一項盈利就接近衛(wèi)星的發(fā)射費用。美、歐衛(wèi)星結(jié)構(gòu)重量不到總重的10%,其原因就是廣泛使用了先進復(fù)合材料。4.航天

33、飛機上的應(yīng)用美國航天飛機上使用的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料總重約2噸，采用先進復(fù)合材料后減重410kg,而且明顯減少了飛行過程中因復(fù)雜的溫度環(huán)境引起的變形。航天飛機進入軌道后，用機械手投放和回收衛(wèi)星，機械手上臂、前臂是用超高模量石墨纖維 GY 7 0增強環(huán)氧制成的?？傊?，復(fù)合材料已成為宇航工業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵材料。（三）環(huán)氧復(fù)合材料在民用工業(yè)中的應(yīng)用凡是對機械強度要求高的增強塑料制品基本上采用環(huán)氧樹脂作為基體。1、玻璃鋼的壓力容器和管道我國西安、北京、重慶、自貢已生產(chǎn)汽車用壓縮天然氣（CNGW瓦，北京已成為現(xiàn)在使用 CNG交車最多的城市。國內(nèi)已經(jīng)有4家企業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧玻璃鋼高壓管。60年代國內(nèi)鋼瓶十分緊張，采用

34、纖維纏繞成型制造玻璃鋼氣瓶相當活躍，曾制定過部頒標準 FC194-74, 90R年修改后制定ZBQ23004- 90。玻璃纖維增強塑料壓力容器，以環(huán)氧樹脂和 616酚 醛樹脂體系為基體，40立升氣瓶使用壓力為12MPa,使用壽命5年以上。上海材料研究所和臨安玻 璃鋼廠合作，也采用纖維纏繞成型工藝，而使用環(huán)氧樹脂一二甲基咪唾體系，其性能不亞于環(huán)氧一 酚醛樹脂體系。用此配方制成水研用的壓力容器。2、玻璃鋼電機護環(huán)、套環(huán)等護環(huán)套裝于發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩端，保護轉(zhuǎn)子線圈的端部，防止在高速旋轉(zhuǎn)時，受離心力作用它是發(fā) 電機受力最大的部件之一，對強度和模量要求比較高，采用輕質(zhì)高強的復(fù)合材料可以取代無鍥反磁 合金鋼。

35、60年代末國內(nèi)先后生產(chǎn)1.25W千瓦和2. 5萬千瓦兩種發(fā)電機護環(huán)。后者由北京重型電 機廠、杭州玻璃鋼化工設(shè)備廠和上海材料研究所等單位合作，選用高強度（S）玻璃纖維和高模量（M）玻璃纖維進行纏繞，用6207（脂環(huán)族）環(huán)氧樹脂一酸酊體系樹脂配方和 AFG- 9 0環(huán)氧樹脂（縮水甘 油胺型）一一HK-0 21酸酊體系作為基體，使用多年情況良好。玻璃鋼套環(huán)3 0 00千瓦以下的在杭州玻璃鋼化工設(shè)備廠生產(chǎn)，已在北京重型電機廠安裝出廠 30年，屬于定型產(chǎn)品。止匕外，發(fā)電機定子線圈端都支撐環(huán)，裝在定子線圈的鼻端，承受最大載荷是發(fā)電機發(fā)生短路的14文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持瞬間，亦采用玻璃鋼制造，稱為玻璃鋼綁環(huán)。這種綁環(huán)安裝在10萬千瓦的氣輪發(fā)電機上，已使用20余年。在國內(nèi)最大的60萬千瓦發(fā)電機用的玻璃鋼錐殼（具作用類似于支撐環(huán)）也是用了 10多年。 玻璃鋼絕緣子，有待于進一步開發(fā)研究。絕緣子的作用是把帶電線路或帶電零部件之間隔開，既要 求絕緣又要求高強度，電絕緣何耐腐（室外用），采用玻璃鋼很適用。國外在露天的 22萬伏輸電桿 上的絕緣于已采用環(huán)氧樹脂玻璃鋼成批生