第3章_聚合物复合材料的成型工艺.ppt

特点： 比强度大，比模量大； 耐疲劳性能好；减震性能好； 耐烧蚀性能好； 工艺性好。 c. 胺基环氧 含高极性的酰胺键，粘结性好，力学性能较高；但耐水性差，电性能有所下降。 (3)．酚醛树脂 由酚 和醛 缩合而成。 酚/醛 0.9，碱催化可得体型热固性树脂。 应用： 酚醛树脂一般不与碳纤维复合，与玻璃纤维复合后，多用于电器绝缘材料。 碳含量高78％，碳化收率达63％，因此可用于制作烧蚀材料，用于导弹、航天器再入大气层的防护层。 （二）热塑性聚合物 与热固性聚合物相比： ? 力学性能、耐热性、抗老化性等都较差。 ? 工艺简单、周期短、成本低、密度小、应用广。 (3)．聚碳酸酯 由双酚A的钠盐与碳酸双酰氯缩聚而成 (4)．聚砜 以砜和苯环连结成硬性链，可在100～150℃下长期使用。 可与碳纤维复合，用于宇航和汽车工业。 此外：耐高温的聚酰亚胺、双马来酰亚胺等杂环结构的聚合物，耐温可达300～400℃，也常作为复合材料的基材。 3.1.2 聚合物基复合材料基本性能 ? 具有较高的比强度和比模量。 ? 抗疲劳性能好，安全性高。 ? 减振、隔音、保温、隔热。 ? 弹性模量不高、断裂延伸率小、抗冲击强度差、横向强度、层间剪切强度低。 ? 手工劳动强度大，质量不稳定。 品种 1、GF增强热固性塑料（GFRP）---- 玻璃钢 2、GF增强热塑性塑料 (FR-TP) 特点： ⑴、比重轻1.1～1.6 ⑵、抗儒变性等力学性能明显提高 ⑶、热学性能大大提高50% ⑷、尺寸稳定性提高 ⑶、B纤维增强塑料 突出优点是刚度好，价格比C纤维还贵。 ⑷、SiC纤维增强塑料 突出优点是与树脂相容性好。 3.2.1基体树脂的选取： 受力结构件首选热固性树脂；大量使用、连续挤压次受力件可选热塑性树脂（如建筑装饰）。 150℃，聚酯或环氧 150～400℃，聚酰亚胺或双马来酰亚胺树脂 内装饰件，酚醛树脂（阻燃性好） 3.2.2成型工艺选择 原则 外形尺寸、材料性能、质量要求、批量、设备条件、经济效益 方法选择 尺寸精度、外观要求高 模压 大型产品 手糊 压力容器、管道 缠绕 手工铺放增强材料 无压力或0.01~0.7MPa (1) 对基体材料的要求 易浸透，易除气泡，与纤维粘接力强 室温下能固化 粘度合适，不产生流胶现象 低毒或无毒 价格合理 主要基体材料 不饱和树脂和环氧树脂（低分子量双酚A型） (2)对增强材料的要求 易于被树脂浸透 有足够的形变性 气泡容易排除 能满足使用条件的物理和化学性能要求 价格合理 (3)模具设计原则 满足尺寸精度 足够的刚度和强度 脱模方便 热稳定性 重量轻，价格便宜 (4)模具结构 阴模 阳模 对模 拼装模 (5)模具材料 木材、金属、石膏、水泥、低熔点金属、硬质泡沫塑料、玻璃钢等 (6)玻璃钢模具制备过程 胶衣层 （3次喷涂，每层厚0.25~0.3mm） 结构层 （先表面毡，再短切毡和方格布） 模具加固 ?液体脱模剂 ?油膏、蜡类脱模剂 ?油膏类 硅脂、HK-50耐热油膏、变压器油、黄干油、凡士林油 模压料的组成 合成树脂 （环氧树脂、酚醛树脂） 增强材料 （无捻粗纱、有捻粗砂、连续玻璃纤维束、 辅助材料 稀释剂、表面处理剂（偶联剂）、固化剂和促进剂、脱模剂、着色剂、填料 原材料质量 含胶量 25~46%（ 29±3%） 挥发物含量 微孔 （酚醛树脂基1.5~3.3%） 不溶性树脂含量 预聚合程度 提高制品力学性能25~50% 预浸胶布制备 使用经热处理或化学处理的破璃布，经浸胶槽浸渍树脂胶液，通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量，在一定的温度下烘烤，使树脂由A阶转至B阶，从而得到所需的预浸胶布。 复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品 胶布中的树脂熔化 （全压的1/3~1/2) 胶布在较低温度下开始固化 加快反应速度（升温不能过快，避免暴聚） 充分固化（树脂特性和层合板厚度） 避免翘曲、开裂 3.2.6 缠绕成型 将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按一定规律缠绕在芯模上，然后固化脱模得成品。 湿法、干法、半干法。 固化可室温或加热固化 适用于：中空高压容器。 如：火箭发动机壳体、导弹发射筒、大型储罐、管材等。 芯模材料 熔、溶性材料 石蜡、低熔点金属 组装式芯模材料和内衬材料 金属芯模 石膏、木材 内衬 防腐与密封 橡胶、塑料、不锈钢、铝合金等 优点