复合材料制备及加工5.ppt

（七）树脂传递模塑(RTM) 也称压注成形，通过压力将树脂注入密闭的模腔，浸润其中的纤维织物坯件然后固化成形。 特点是：制件尺寸精度高，有精确的内外表面，不需再加工，但工艺难度大，注胶周期长，注胶质量不易控制。适用于具有一定厚度和尺寸要求的制件如飞机雷达罩的成形。 （八）注射成形 将纤维增强的粒料，从料斗加入注射成形机的料筒受热熔化至流动状态，以很高的压力和较快的速度注入温度较低的闭合模具内，在模具内固化，脱模即得制品。该工艺主要是热塑性塑料的注塑成形。近来又发展出：反应注射成形和增强反应注射成形（RRIM）。 反应注射成形 使两种高活性的液状单体在高压下碰撞混合，并在模具中迅速发生聚合反应。 由于原料是液态，注射压力低，从而降低了机器合模力和模具造价 。可以成形壁厚变化和形状复杂的制品，制品表面光洁度也高。 增强反应注射成形（RRIM） 是在反应注射成形基础上发展起来的，在单体中加入增强材料制成复合材料制品的工艺。 增强材料主要有短切纤维与磨碎纤维。短切纤维的长度一般为1.5mm ～3mm，增强效果比磨碎纤维的要好。 （九）离心浇注成形 将纤维和树脂置于旋转模的内表面，借助模具转动的离心力将物料压紧，并排除其中的空气，固化后得到制件。 离心浇注工艺也可将编织套，纤维毡或织物置于筒状模具内再喷洒树脂形成坯件。小型管件可用编织套，中心罐、槽制件可用纤维毡或织物，大型罐、槽制件可用同时喷洒短切纤维和树脂的方法。 该方法具有制件壁厚均匀、外表光洁的特点。 复合材料制备与加工 第五章 纤维增强高分子复合材料的制备与加工 5.1 概述 聚合物基复合材料成形通常有一步法与二步法之分。一步法是由纤维、树脂等原材料直接混合浸渍，一步固化成形形成复合材料。二步法则是预先对纤维树脂进行混合浸渍加工，使之形成半成品，再由半成品成形出复合材料制品。 一步法（又称“湿法”）工艺简便，设备简单。但溶剂、水分等挥发物不易去除，裹入制品形成孔洞；树脂不易分布均匀，在制品中形成富胶区和贫胶区，严重时会因纤维浸渍不好而出现“白丝”现象；生产效率低，环境恶劣。 二步法将浸渍过程提前，可很好地控制含胶量和解决纤维树脂均匀分布问题；在半成品制备过程中烘去溶剂、水分和低分子组分，降低了制品的空隙率，也改善了复合材料成形作业的环境。因此二步法又称“干法”。通过半成品的质量控制，确保复合材料制品的质量。 复合材料制品的生产流程图 5.2 高分子复合材料成形用半成品的制备 高分子复合材料常常是预先将纤维等添加剂与树脂混合制成成形用材料（半成品），然后再经压制，注射等成形操作获得。 对热塑性塑料，习惯上把这种成形用材料叫做粒料；对热固性塑料而言，则叫做模塑料； 对连续纤维增强塑料即复合材料，则称为预浸料。 5.2.1 纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法 （1）长纤维型粒料的制造工艺 一般采用电缆包覆法制造：玻纤粗纱通过十字形挤出机头，被熔融树脂包覆，经冷却、牵引、切粒而成。长纤维粒料，由于树脂包覆差，纤维分布不均匀，粒料硬度不高，仅适宜于螺杆式注射机成形。在成形时依靠螺杆的混合作用，使纤维均匀地分散于树脂之中。 （2）短纤维型粒料的制造工艺 先将短切纤维和树脂初混合，再经螺杆挤出机混炼，纤维被折断，以长度约为0.25－0.5mm的短纤维形式，均匀地分散于树脂中。 短纤维型粒料具有较好的成形加工性和表面平滑性，用柱塞式和螺杆式注射成形机均可成形。但由于纤维在造粒时磨损严重、长度短，制品强度不高。它适合于制造壁薄和形状复杂的制品。 5.2.2 短纤维增强热固性模塑料的制造方法 纤维模塑料即短纤维预浸料，它是由树脂渍短纤维经过烘干制成，因通常用于模压工艺，故称之为模塑料。 所用树脂主要是酚醛树脂，还有氨基树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂等。所用纤维主要是玻璃纤维，还有棉纤维、石棉、有机纤维、碳纤维等。 （1）预混法制造短纤维模塑料 将短纤维（如棉纤维、石棉纤维等）或切成10－50mm长的纤维（如玻纤、合成纤维等）与一定量的胶液混合均匀，再经撕松、烘干而制成模塑料。 （2）预浸法制造短纤维模塑料 将连续纤维束整束通过胶槽、浸渍，再经刮胶辊后，在烘箱中烘干，切割成所需长度单向纤维模塑料。 （3）挤出法制造短纤维模塑料 采用螺杆挤出机生产，克服上述预浸、预混方法采用胶液浸渍使用大量有机溶剂的缺点，改善了劳动卫生条件，降低了成本。产品质量均匀稳定，生产可以连续化自动化。 缺点是玻璃纤维在螺杆中被磨损、被剪断的情况较严重，从而降低了塑料的强度。适用于在生产过程无需排除低分子物的玻璃纤维模塑料， 5.2.3 片