环氧复合材料缠绕制品

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1、环氧复合材料缠绕制品是将连续纤维粗纱或布带浸渍环氧胶液后，在设定的纤维张力下，按照预定的缠绕规律连续地缠绕在芯模或内衬上，然后在室温或加热条件下固化而制成的中空回转体制品，如管、筒、罐、压力容器等。环氧复合材料缠绕制品(一)概述1一、概述     环氧复合材料缠绕制品是将连续纤维粗纱或布带浸渍环氧胶液后，在设定的纤维张力下，按照预定的缠绕规律连续地缠绕在芯模或内衬上，然后在室温或加热条件下固化而制成的中空回转体制品，如管、筒、罐、压力容器等。     1、缠绕成型工艺的类型    (1)干法缠绕纤维浸胶

2、后烘干制成预浸带。缠绕时加热软化后绕制在芯模或内衬上，经固化而成。其特点是含胶量易控制，制品质量均匀、稳定，工艺过程易控制可提高缠绕速度，成型过程中设备和场地较清洁，易实现机械化、自动化。但要求所用的固化剂(尤其是酸酐和芳香胺类)在预浸料烘干时不升华或挥发。缠绕设备较复杂，投资大。多用于航天、航空制品。    (2)湿法缠绕纤维浸胶后直接缠绕到芯模或内衬上，经固化而成。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍说，其特点是设备简单，对原材料的要求没有干法那么严。但因纤维浸胶后马上缠绕，

3、所以对预浸带的质量不易控制和检验，溶剂含量较多，固化时易生成气泡。张力也不剔空制，制品质量相对较差，工作条件也较脏。由于投资少，成本低(约为干法的60%)，我国应用较多。主要用于民品的生产。    (3)半干法缠绕它比湿法增加了烘干工序，比干法减少了烘干时间，降低了预浸带的烘干程度，减去了预浸带的络纱、收卷和加热软化工序。使缠绕可在室温下进行。这样既除去了大部分溶剂，又提高了生产效率，减少了设备，提高制品质量。    2、缠绕制品的特点除具有一般玻璃钢的特点外，还有以下特点：    (1)纤维含量可高达

4、80％，故其比强度高于其他玻璃钢。    (2)质量稳定，易于机械化、自动化，生产效率高，便于大规模生产。    (3)大量采用无捻粗纱，故成本较低。    (4)各向异性显著，纵向强度高，横向及层间强度低。    (5)缠绕制品开孔处应力集中程度高，应作局部加强处理，连接配件复杂。    (6)到目前为止仍局限于生产正曲率回转体。对非回转体或负曲率回转体制品的缠绕较复杂，尚处在研究阶段。环氧复合材料缠绕制品(一)概述23、绕制品的结构大体上分为3种    (1)内衬层内衬层直接与工作介质相接触，起防腐

5、、防渗、耐温的作用。要求内衬材料具有优良的气密性，耐腐蚀性和一定的耐热性。据中国环氧树脂行业协会(ww.epoxy-e.cn)专家介绍，根据工作介质的种类、浓度、温度等要求来选择内衬材料，常用的有玻璃钢、橡胶、塑料和金属等。    (2)结构层又称为增强层。其作用主要是保证制品在受力时有足够的强度、刚度和稳定性。由环氧基体和缠绕的纤维组成。载荷主要由纤维承担。应根据工作载荷选择纤维的品种和规格。结构层的承载能力还与纤维缠绕方向有关。应通过结构计算来确定。对内压容器要使环向强度与轴向强度之比近似等于由载荷

6、产生的环向应力与轴向应力之比。通常多采用螺旋缠绕和环向缠绕相结合的纤维铺设方式。由螺旋缠绕纤维承受轴向应力，环向缠绕纤维则主要承受环向压力。对外压容器(如地下贮罐等)则用加筋来提高结构层的承压能力，防止制品变形。对民用产品还可用夹层结构(如夹砂层)来降低成本，改进性能。如玻璃钢夹砂管。但其基体多采用不饱和聚酯树脂。    (3)外保护层对露天使用的制品尤为重要。在配方设计中应提高其耐老化性能。如环氧树脂及固化剂品种的选择，采用防老化剂等。    4、绕制品的应用    (1)化工管道用来输送石油、水、天

7、然气和其它化工液体。具有防腐、轻质、高强、耐用、安装维修方便等特点，可部分取代不锈钢。    (2)大型贮罐和槽车用来贮存和运送酸、碱、盐及油类等液体介质。具有轻质、耐腐、维修方便等特点。    (3)压力容器有内压容器(如各种气瓶)和外压容器(如鱼雷)两种，在军工和民用方面得到广泛应用。    (4)航空航天制品  如火箭发动机壳体、MX导弹石墨/环氧复合材料发射筒(内径2489mm，长14046mm，重7257kg)、雷达罩等。其特点是质量轻、强度和模量高。常用的纤维是S玻纤、芳纶纤维和碳纤维。环氧

8、复合材料缠绕制品(二)二、原材料    1、纤维及其织物应用最多的是无碱玻纤无捻粗纱，如8-40/20及8-40/40无碱无捻粗纱。这种纱强度高，浸润性好，与树脂粘结性好，价格低。但缠绕时易起毛、断头。张力控制较难。若对强度要求高时可用有捻纱、布带或无纬带。对军工用高质量制品则选用s玻纤、芳纶纤维和碳纤维。    2、树脂胶液    初期采用不饱和聚酯较多。近些年来环氧树脂的比例增大。我国常用的环氧树脂品种及其制品的性能如表9-12所示。其