第11章 聚合物基复合材料成型.ppt

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1、第11章聚合物基复合材料成型8/7/2021111.1概述1、制造过程：（1）原辅材料准备阶段：树脂、溶剂、固化剂、促进剂、填料和颜料等的配制；增强材料的处理及浸渍；模具的清理及涂覆脱模剂。（2）成型阶段：采用某种成型方法而成型，并进行固化定型和脱模，得到初级制件；（3）制件的后处理与机械加工阶段：制品热处理、加工修饰和检验。8/7/202122、采用的成型方法：(1)手糊成型(2)模压成型(3)层压或卷制成型(4)缠绕成型(5)拉挤成型(6)离心浇铸成型(7)树脂传递成型(8)夹层结构成型(9)喷射成型(10)真空浸胶成型（11）挤出成型(12)注

2、射成型(13)热塑性片状模塑料热冲压成型8/7/2021311.2手糊成型手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化，脱模成制品的工艺方法。手糊成型工艺流程8/7/202141、优点：(1)不受产品尺寸和形状限制．适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；(2)设备简单、投资少、设备折旧费低；(3)工艺简便；(4)易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料；(5)制品树脂含量较高，耐腐蚀性好；2、缺点：(1)生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差(2)产品质量不易控制，性能稳定性不高；(3

3、)产品力学性能偏低。8/7/2021511.2.1原材料的选择(聚合物基体和增强材料)(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。基体的选择应满足：能在室温下凝胶、固化，并在固化过程中无低分子物产生；能配制成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为0.2Pa·s~0.5Pa·s；无毒或低毒；价格便宜。增强材料的选择：纤维及其织物，它赋予复合材料以优良的机械性能。玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和其它纤维。8/7/20216树脂类型:不饱和聚酯（80％）,其次是EP树脂。稀释剂：调节树脂粘度．分活性稀释剂和非活性稀释剂两类

4、。非活性稀释剂不参与固化反应，仅起降低粘度作用，一般加入量为树脂质量的5％~15%，在树脂固化时大部分逸出，从而增大了树脂固化收缩率，降低力学性能和热变形温度。活性稀释剂参与树脂固化反应，对树脂固化后性能影响较小。填料：降低成本，改善树脂基体性能(如低收缩性、自熄性、耐磨性等)，（粘土、碳酸钙、白云石、滑石粉、石英砂、石墨、聚氯乙烯粉）。触变剂：在糊制垂直或倾斜面层时，避免“流胶”，可加入少量活性SiO2。由于活性SiO2比表面积大，树脂受到外力触动时才流动，这样在施工时既避免树脂流失，保证制品质量。8/7/2021711.2.2手糊成型模具与脱模剂

5、1.模具结构与材料1）模具结构分单模和对模两类。单模又分阳模和阴模两种，对模由阴、阳模两部分组成。成型模具分类8/7/202182）模具材料最普遍的是玻璃钢。可供选用的其它模具材料：（1）木材：要求质地均匀，不易收缩变形；常用木材有红松、杉木等。缺点是不耐久吸湿、不耐热。模具表面须进行封孔处理。适用于小批量生产的中小型制品。（2）石膏和砂：砂：石膏＝1：8，加入20%水，混合均匀后制模。模具制造简单，造价低。但不耐用，易吸湿，模具表面也需进行封孔处理。适合量少或形状复杂制品。（3）石蜡：适合形状复杂数量小的制品。（4）可溶性盐：由磷酸铝(60%~70

6、%)、碳酸钠（30％~40％)、偏硼酸钠(5％~8％)、石英粉（2%)等组分(质量比)，加工成粉料压制烧结成型。在80℃水中能迅速溶解脱模。用于形状复杂不易脱模的制品。（5）低熔点金属：由58％的铋与42％的锡(质量比)制成，熔点为135℃，制模周期短，可重复使用。（6）金属：常用的有钢材、铸铝等(不能用铜)。模具不变形，精度高。适用于大批量小型高精度制品，因制造周期长、成本高。8/7/202192.脱模剂脱模剂的使用温度应高于固化温度。脱模剂分外脱模剂和内脱模剂两大类。外脱模剂主要应用于手糊成型和冷固化系统，内脱模剂主要用于模压成型和热固化系统。8

7、/7/20211011.2.3手糊工艺过程1.原材料准备1）胶液准备胶液的工艺性:胶液粘度和凝胶时间。粘度过高不易涂刷和浸透增强材料；粘度过低，在树脂凝胶前发生胶液流失，使制品出现缺陷。在0.2Pa·s~0.8Pa·s之间为宜。粘度可通过加入稀释剂调节。凝胶时间:在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。2）增强材料淮备布和毡。为提高同基体的粘结力，必须进行表面处理。3）胶衣糊准备胶衣糊是用来制作表面胶衣层的。具有耐水煮、耐热、不易污染及柔韧耐磨。8/7/2021112.糊制1)表面

8、层胶衣层采用涂刷和喷涂两种方法。涂刮胶衣为两遍，第一遍胶衣基本固化后，刷第二遍。两遍涂刷方向垂直为宜。胶衣层