复合材料成型工艺2课件

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1、复合材料成型与加工技术手糊成型工艺及设备手糊成型——又称接触成型HandLayUp工艺流程原材料增强材料纤维织物碳纤维玻璃纤维芳纶纤维硼纤维碳纤维织物玻璃纤维织物芳纶纤维织物混杂纤维织物增强体基体热固性热塑性酚醛氰酸酯双马来酰亚胺聚酰亚胺聚砜聚醚砜聚苯硫醚聚醚酰亚胺环氧聚醚醚酮聚酰亚胺基体HandLayUp手糊成型工艺的优点：1、不受尺寸、形状的限制；2、设备简单、投资少；3、工艺简单；4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。手糊成型工艺的缺点1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；2、产品性能稳定性差；3、产品力学性能较低。2.1原材料的

2、选择选用的原材料必须满足3点要求1、产品设计的性能要求2、手糊成型工艺要求3、价格便宜、材料容易取得2.1.1聚合物基体的选择选用原则：室温下固化凝胶能配成粘度适中的胶液0.2—0.5Ps双酚A型环氧树脂Tg~240℃–260℃四缩水甘油基-4，4'一二氨基二苯甲烷(TGDDM)芳香胺---二氨基二苯砜(DDS）不饱和聚酯乙烯基酯3、辅助剂不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。1）交联剂要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。常用交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙

3、烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。2）、引发剂引发剂可以产生自由基，引发树脂体系进行固化反应。引发剂一般为过氧化物，其通式为ROOR`。引发剂的主要类型有：氢过氧化物、酸过氧化物、酮过氧化物、酯过氧化物、二酰基过氧化物。最常用的有：过氧化二苯甲酰过氧化环己酮（混合物）过氧化甲乙酮（混合物）OO‖‖C6H5-C-OO-C-C6H53）促进剂常用的引发剂其临界温度均在60℃以上，说明单独使用有机过氧化物，不能满足不饱和聚酯树脂室温固化的要求。在促进剂的存在下，有机过氧化物的“分解活化能”显著下降，可以使有机过氧化物的分解温度降到室温以下。这种能使引发剂降低分

4、解活化能，降低引发温度的物质称为促进剂。引发剂－促进剂体系称为引发系统常用的引发剂－促进剂体系有：过氧化苯甲酰－叔胺体系过氧化环己酮－环烷酸钴常用叔胺的反应活性顺序：N，N二甲基对甲苯胺>二甲基苯胺>二乙基苯胺A过氧化苯甲酰－叔胺体系叔胺类用量20℃固化时间010天二乙基苯胺0.2%30分钟二甲基苯胺0.2%18分钟N，N二甲基对甲苯胺0.2%4分钟叔胺促进剂对固化速度的影响不饱和聚酯树脂+1%过氧化苯甲酰B酮过氧化物－环烷酸钴引发体系也是不饱和聚酯树脂低温固化最常见的引发体系，环烷酸钴对聚酯固化速度的影响见下表。引发剂及用量促进剂及用量固化时间2％过氧化甲乙酮048×60min2％过

5、氧化甲乙酮0.01％环烷酸钴84min2％过氧化环己酮028×60min2％过氧化环己酮0.01％环烷酸钴60min4）阻聚剂为了增加不饱和聚酯树脂的贮存稳定性，调节适用期，常在聚酯树脂中加入阻聚剂。（一般在树脂生产过程中就加入）最常用的阻聚剂有：对苯二酚、叔丁基对苯二酚、硝基苯、亚硫酸盐等自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍，一般聚酯树脂制品固化时，表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖，也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类，否则自由基与周围空气中的O2、H2O反应，耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而发粘。2.1.2.1增强材料的种类：（1）玻璃纤维种类E－

6、玻璃纤维，无碱纤维，含碱0.8％以下C－玻璃纤维，中碱纤维，含碱8％左右A－玻璃纤维，有碱纤维，含碱12～15％S－玻璃纤维，高强纤维，含碱0.3％M－高弹玻璃纤维L－防辐射玻璃纤维2.1.3增强材料的表面处理一、表面处理的意义去污，增强了玻璃与树脂界面的粘接，防止水分或其它介质的侵入，改善了界面状态，有效地传递应力，使玻璃纤维与树脂间形成一个牢固的整体偶联剂是一种改善玻纤的表面性质，即能与玻纤起化学反应形成化学键结合，又能与树脂起化学反应形成化学键结合的表面处理剂。它可以加强复合材料的界面结合，保护纤维，防止水分等有害介质的侵入；它可以改善复合材料的界面状态，有效传递应力，使多种材料

7、间形成一个复合牢固的整体。pooradhesionwithaincompatiblesilanecouplingagent.goodadhesionwithacompatiblesilanecouplingagent.（4）玻璃纤维的处理方法①后处理法：（对于“纺织型浸润剂”）第一步除去浸润剂，有两种方法。a、洗涤法:在皂水或有机溶液中清洗，然后烘干。b、热处理法：（250℃～450℃）1h。第二步用表面处理剂处理（要求产品质量较高时），处理步