第五章 热固性复合材料成型工艺课件

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1、第五章热固性复合材料成型工艺5.1前言5.2手糊成型5.3模压成型工艺5.4层压成型工艺5.5缠绕成型工艺5.6树脂传递模塑成型工艺5.7挤拉成型工艺2009-11-41Dept.Polym.Sci.&Tech.5.1前言聚合物基复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后，主要决定于成型工艺。聚合物基复合材料的成型包括如下的过程：预浸料的制造，制件的铺层、固化及制件的后处理与机械加工等。主要包括以下两个方面：一是成型，即将预浸料按产品的要求，铺置成一定的形状，一般就是产品的形状;二是固化，即把已铺置成一定形状的叠层预浸料，在温度、

2、时间和压力等因素影响下使形状固定下来，并能达到预期的性能要求。2009-11-42Dept.Polym.Sci.&Tech.1.预浸料及其制造方法预浸料是将树脂体系浸涂到纤维或纤维织物上，通过一定的处理过程后贮存备用的半成品，预浸料是一个总称。根据实际需要可将预浸料进行如下分类：⑴按照增强材料的纺织形式：预浸带、预浸布、无纺布等；⑵按照纤维的排布方式：单向预浸料、织物预浸料；⑶按照纤维类型：玻璃纤维预浸料、碳纤维预浸料、有机纤维预浸料等。2009-11-43Dept.Polym.Sci.&Tech.5.2手糊成型手糊成型工艺

3、是复合材料最早的一种成型方法，也是一种最简单的方法。是指用手工或在机械辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，树脂固化形成复合材料的一种成型方法。适于量少、品种多、大型制品生产。产品质量依赖于操作者的技术水平。2009-11-44Dept.Polym.Sci.&Tech.为提高生产效率，发展了喷射成型工艺；为提高制品力学性能，发展了袋压成型工艺。分类：按成型压力接触成型低压成型简单手糊法喷射成型法压力袋法真空袋法2009-11-45Dept.Polym.Sci.&Tech.一、具体工艺过程：首先，在模具上涂刷含有固化剂的树

4、脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型）或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型（冷压成型），最后脱模得到复合材料制品。5.2.1手糊成型2009-11-46Dept.Polym.Sci.&Tech.模具准备涂脱模剂手糊成型树脂胶液配制增强材料准备固化脱模后处理检验制品手糊成型工艺流程图2009-11-47Dept.Polym.Sci.&Tech

5、.2009-11-48Dept.Polym.Sci.&Tech.一般2～10mm2009-11-49Dept.Polym.Sci.&Tech.二、原材料：玻璃纤维及其织物热固性树脂辅助材料1、玻璃纤维及其织物无捻粗纱无捻粗纱布短切粗纱布短切原丝毡加捻布玻璃布带2009-11-410Dept.Polym.Sci.&Tech.A、玻璃纤维无捻粗纱：将拉丝得到的原纱，平行并股卷成圆筒形。B、短切玻纤毡：将连续纤维按一定长度切断，无序均匀地分散铺平成一定厚度，用黏合剂粘合成的毡状物。技术要求：密度均匀，浸渍性好；附模性好；松散单丝少

6、；无污染，成型时无泛白现象。特点：吸附树脂量大，短切毡60～80％,表面毡90％以上；价格低；强度较低（低于布类）。2009-11-411Dept.Polym.Sci.&Tech.D、玻纤细布平纹、斜纹、缎纹E、单向织物即玻璃纤维经纬分布比例不同。C、无捻粗纱布大部分为无捻方格布，玻纤与玻纤之间平行分布。是手糊成型中最常用的产品。2009-11-412Dept.Polym.Sci.&Tech.无捻粗纱短切玻纤短切玻纤毡无捻粗纱布2009-11-413Dept.Polym.Sci.&Tech.2、热固性树脂要求：能够配制粘度适

7、中的胶液;能在室温或较低温度下固化，固化时无低分子物产生；无毒或低毒；价格便宜，来源广泛。目前国内大部分手糊制品均用不饱和聚酯树脂，约占80％，其次是环氧树脂。2009-11-414Dept.Polym.Sci.&Tech.三种热固性树脂比较：工艺性能：环氧：粘度较大，使用时要加稀释剂，胺类固化剂毒性大；UP：粘度小，对玻纤浸润性好，胶液的使用期调节范围广；酚醛：粘度小，对玻纤浸润性好，较低温度下，固化周期长。制品性能：环氧：力学性能、耐腐蚀性好，固化收缩率低，脆性大；UP：力学性能比环氧低，制品耐酸性好，固化收缩率大，制品

8、表面质量较差；酚醛：阻燃性能好，且燃烧时烟密度低、毒性小。价格：环氧较高，UP、酚醛较低。2009-11-415Dept.Polym.Sci.&Tech.3、辅助材料包括：各种固化剂、引发剂、促进剂、填料、稀释剂、触变剂、消泡剂、脱模剂等。脱模剂：一般由非极性或极性很弱的物质制成。要求：使