玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料课件

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1、关于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的综述一、概述及复合材料结构二、主要成型工艺三、力学性能四、应用一、概述及复合材料结构复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻璃纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨，已居世界第二位(美国2003年为169万吨，日本不足70万吨)。作为复合材料中的一枝的玻璃纤维增强环氧树脂（GFEP）具有力学强度高、成形收缩

2、小、尺寸稳定性好和良好的耐化学腐蚀性能和电气绝缘性能等特点，作为典型的纤维增强塑料（FRP）广泛应用于制造工业零部件和印刷电路板等产业。截止2010年1月底全国共有61家玻璃钢生产企业（其中包括四川省江南玻璃钢有限公司,重庆市君豪玻璃钢有限责任公司)为什么采用环氧树脂做基体？环氧树脂固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%；粘结力强；有B阶段，有利于生产工艺；可低压固化，挥发份甚低；固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。玻璃含量GF/

3、EPR(玻纤含量80wt%)AISI1008冷轧钢相对密度2.087.86拉伸强度551.6Mpa331.0MPa拉伸模量27.58GPa206.7GPa伸长率1.6%37.0%弯曲强度689.5MPa弯曲模量34.48GPa压缩强度310.3MPa331.0MPa1、手糊成型——湿法铺层成型2、夹层结构成型（手糊法、机械法）3、模压成型4、层压成型5、缠绕成型6、拉挤成型7、注射成型8、喷射成型9、真空袋压力成型纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介10、压力袋成型11、树脂注射和树脂传递RTM模塑成型12、卷制成型13、真空辅

4、助注射成型14、离心浇铸成型15、片状smc（团状bmc）模塑成型16、连续板材成型目前我国还是以手糊成型为主，在树脂基复合材料中约占80%。目前在生产上经常采用的成型方法有16种：表1不同成型方法的玻璃钢(欧洲地区）产量（一）、手糊成型(handlayup)1、概要依次在模具表面上施加脱模剂、胶衣一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)一层纤维增强材料，纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料，并驱除气泡，压实基层。铺层操作反复多次，直到达到制品的

5、设计厚度。树脂因聚合反应，常温固化。可加热加速固化。2、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。3、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；有些树脂有害健康3）、产品力学性能较低。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

6、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4、手糊制品为什么要在表面覆盖聚酯薄膜？5、手糊成型易发生的缺陷及防止措施1）、制品表面发粘原因1：空气湿度太大，水对树脂起阻聚作用解决办法：（1）在树脂中加入0.02％左右的液体石蜡；（2）在树脂中掺加5％的异腈酸酯；（3）制品表面覆盖薄膜隔绝空气；原因2：引发剂、促进剂的比例弄错或失效，更换引发剂、促进剂。2）、制品内气泡太多原因1：树脂用量过多解决办法：1、控制胶含量2、注意拌合方式原因2：树脂粘度过大解决办法：1、适当增加稀释剂2、提高环境温度原因3

7、：增强材料选择不当选用浸透性好的无捻玻璃布3）、流胶树脂粘度太小，可加入2～3％的活性氧化硅。配料不均匀，充分搅拌。固化剂用量不足，适当调整固化剂用量。6、典型产品舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。在树脂中加入引发剂、填料、颜料、内脱模剂、低收缩添加剂、增稠剂等，经搅匀成为树脂糊。树脂糊落到SMC机组的下薄膜上(常用聚乙烯薄膜或尼龙薄膜)，与此同时在下薄膜上沉降短切成25～55mm的玻璃纤维原丝，再往上面覆盖一层薄膜，成为片状夹心卷。将卷材存放数日使料稠化，以达到可模塑的黏度。SMC以捆卷状态供应备用。将卷材

8、展开、剪裁、称量，放人加热的钢模铂，加压使之固化成型、脱模，即为成品（二）、SMC成型片状模塑料成型(SheetMoldingCompound)简称SMC成型方法SMC喷射成型树脂注射成型成型设备费模具费成型周期/min成型温度/℃成型压力/Mpa成型作业高高1