1、復(fù)合材料工藝及設(shè)備,主講人：王曉鈞 材料科學(xué)與工程學(xué)院,目 錄,1、緒論 6、夾層結(jié)構(gòu) 2、玻璃纖維表面處理 7、模壓成型 3、熱固性樹(shù)脂工藝性能 8、纏繞成型 4、手糊成型 9、擠出注射成型 5、噴射成型 10、連續(xù)成型,課間休息,周杰倫回到過(guò)去,周杰倫以父之名,緒 論,金屬基復(fù)合材料,樹(shù)脂基復(fù)合材料,玻璃/酚醛 高硅氧/酚醛 滌綸/酚醛 碳/酚醛 碳/環(huán)氧 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 經(jīng)編復(fù)合材料 多維整體編織織物復(fù)合材料 耐高溫樹(shù)脂基復(fù)合材料 特種不燃防（隔）熱材料,無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料,碳基復(fù)合材料： 整體氈碳/碳 低密度碳/碳 多維整體編織碳/碳 陶瓷基復(fù)合材料： 石英織物增強(qiáng)復(fù)合材料 高

2、硅氧織物增強(qiáng)復(fù)合材料,復(fù)合材料的發(fā)展概況,1932年 誕生于美國(guó) 4245年 手糊軍用雷達(dá)罩，遠(yuǎn)航飛機(jī)油箱材料 玻纖增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂。 44年 飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼 與上述改進(jìn)：玻鋼夾層結(jié)構(gòu) 46年 纖維纏繞成型 50年 壓制成型，直升機(jī)螺旋槳 49年 玻纖預(yù)混，對(duì)模壓制成型,60年代 機(jī)械式，計(jì)算機(jī)纏繞 玻纖、聚酯樹(shù)脂噴射成型 61年 德國(guó)，片狀模塑料（SMC）問(wèn)世 63年 FRP板材工業(yè)化生產(chǎn)，美、法、日 60年代中 美、日SMC汽車(chē)部件，浴盆，船上構(gòu)件 60年代 棒材、細(xì)管、定型截面制品 70年代 拉擠，環(huán)向纏繞 樹(shù)脂反應(yīng)注射成型（RIM） 增強(qiáng)樹(shù)脂反應(yīng)注射成型（RRIM） 衛(wèi)生器具，汽車(chē)零件,7

3、2年 美國(guó)PPG公司，熱塑性片狀模塑料 (SMTC) 80年 法國(guó)，濕法熱塑性片狀模塑料(GMT) 6080年代 離心澆鑄成型，瑞士 美國(guó)，大口負(fù)壓管道 發(fā)展領(lǐng)域 軍民 美國(guó) 民軍 西歐,主要國(guó)家1990年CM產(chǎn)量,應(yīng)用范圍,建筑 輕型房屋（日本） 裝飾（雕塑、裝飾件） 衛(wèi)生潔具（淋浴室） 冷卻塔（中國(guó)可見(jiàn)） 貯水箱（中國(guó)上海可見(jiàn)） 波形瓦（樣品） 塑鋼門(mén)窗 落水系統(tǒng)（落水管、雨蓬） 地面，墻布，桌椅，衛(wèi)生桶,化學(xué)工業(yè) 防腐管、泵、罐、槽、襯里、隔層架 交通 汽車(chē)構(gòu)件、鐵路客車(chē)、通訊器材、 高速公路格柵 造船 各種小艇、無(wú)磁性小艇、破障艇 電器 元器件、燈具（杯）、絕緣工具 軍事航空 彈體件、

4、雷達(dá)罩、飛機(jī)附件 體育 撐桿、弓箭、球拍、雪橇、賽車(chē)、 滑板、賽艇、 皮艇、劃槳、漁桿、按摩艙 農(nóng)業(yè) 溫室（FILON板，透光率99%） 食品級(jí)設(shè)備 機(jī)械 機(jī)械零配件,中國(guó)復(fù)合材料的狀況： 傳統(tǒng)的福建漆器，漆雕 現(xiàn)代的“玻璃鋼” 復(fù)合材料性能： 性能的可設(shè)計(jì)性 力學(xué)性能、熱學(xué)性能、耐腐性能。,主要成型工藝,手糊、袋壓、噴射、樹(shù)脂注射、模壓、纏繞、 連續(xù)、離心 手工 異形，小批量產(chǎn)品，投資低、效率低、 重復(fù)性差 機(jī)械自動(dòng)化 外形不復(fù)雜，批量大產(chǎn)品，連續(xù)性、 投資高、效率高、重復(fù)性好、性能好,玻璃纖維表面處理,1-1、概述 意義：纖維基體界面的結(jié)構(gòu)和性能對(duì) 復(fù)合材料的力學(xué)性能和物理性能起主要作 用

5、。 如斷裂、韌性、腐蝕、剛度、膨脹等。,1-2、表面復(fù)合材料的結(jié)構(gòu),1、結(jié)構(gòu)：數(shù)種彈性性能不同的材料薄片交 替鋪疊而成。 如圖所示：,2、決定因素： 纖維的原子排列，化學(xué)性能 高分子基體的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成 例： 纖維的高模量、高強(qiáng)度性能使它成為理想的負(fù)荷 載體，但必須有一種模量較低的基體把它牢固地 粘結(jié)起來(lái)，使任何一根纖維的斷裂，對(duì)整體的強(qiáng) 度影響不大。這就要求纖維對(duì)基體有良好的浸潤(rùn) 性，但玻纖和碳纖對(duì)樹(shù)脂的浸潤(rùn)性是相當(dāng)差的， 表現(xiàn)在層間剪切上。,1-3、處理劑作用理論,1、耦聯(lián)目的：增加玻纖與樹(shù)脂間的粘結(jié)力 2、耦聯(lián)作用：耦聯(lián)劑具有兩種或兩種以上性質(zhì) 不同的官能團(tuán)，一端親玻纖，一端親樹(shù)脂。

6、從而 起到玻纖與樹(shù)脂間的橋梁作用。 耦聯(lián)劑的主要功能是在纖維表面的氧化物分子 團(tuán)和樹(shù)脂的聚合物分子之間建立很強(qiáng)的化學(xué)鍵合， 產(chǎn)生很強(qiáng)的耐水鍵。 耦聯(lián)劑的部分作用是提高表面能以保證樹(shù)脂很 好的浸潤(rùn)。,3、耦聯(lián)機(jī)理： 不吸濕，帶羥基 SiO2,Al2O3,Fe2O3帶羥基， MOH, M=Si, Fe, Al。 玻纖表面 水合完以后, 分布基團(tuán) 留下來(lái)由不 水合氧化物 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的 疏松表面。 吸水基，形成水合氧化層,1-4、處理劑種類(lèi)和作用機(jī)理,1、種類(lèi) 有機(jī)硅烷型，非有機(jī)硅烷型 2、通式 RSiX3 與聚合物作用端 與Si鍵合的可水解基團(tuán),3、作用過(guò)程： (1)水解 RSiX3H2ORSi（OH

7、）33HX,(2)與纖維表面羥基 結(jié)合,(3)脫水 聚硅氧烷層,(4)與樹(shù)脂結(jié)合 R基團(tuán)與樹(shù)脂基團(tuán) 相似相容,(5)克服剛性鍵 第一、形成改性區(qū)改性樹(shù)脂區(qū)：機(jī)械性能介 于纖維和樹(shù)脂的機(jī)械性能之間。 產(chǎn)生方法： a、硅烷耦聯(lián)劑改變纖維表面區(qū)域基體樹(shù)脂的固 化行為。 b、用含有長(zhǎng)鏈R基團(tuán)的硅烷耦聯(lián)劑，使得固化 以后在纖維和樹(shù)脂之間出現(xiàn)一層性能不同于塊狀 樹(shù)脂的樹(shù)脂層。,第二、Plueddemann機(jī)制 核心：兩個(gè)表面相互滑移但不產(chǎn)生永久性的聯(lián)鍵 破壞。 1974年P(guān)lueddemann提出界面上的運(yùn)動(dòng)或滑移可 以松弛局部應(yīng)力，但卻維持其化學(xué)鍵合。 如圖：見(jiàn)下頁(yè),Plueddemann機(jī)制圖 存在分

8、子水時(shí)，水會(huì)擴(kuò)散透過(guò)樹(shù)脂進(jìn)入界面，共價(jià)鍵MO便發(fā)生可遞的水解過(guò)程。因?yàn)檫^(guò)程的可逆性，當(dāng)水?dāng)U散出去之后，共價(jià)鍵重新恢復(fù)。,當(dāng)一個(gè)與界面相平行的簡(jiǎn)單剪應(yīng)力作用時(shí)，兩個(gè) 表面會(huì)相互滑移，但不產(chǎn)生永久性的聯(lián)鍵破壞。,總之： 纖維硅烷界面和硅烷樹(shù)脂 化學(xué)鍵合 化學(xué)鍵合，相互擴(kuò)散,1-5、纖維的表面處理工藝,1、玻纖 前處理，后處理，遷移法三種。 (1)前處理 耦聯(lián)劑代替石蠟型浸潤(rùn)劑，直接用于玻纖拉絲集 束，使用時(shí)勿須脫蠟處理。 強(qiáng)度完好，柔性較差。 (2)后處理 纖維先熱處理脫蠟，然后浸漬耦聯(lián)劑，再經(jīng)預(yù)烘、 蒸餾水洗滌、干燥工序。熱處理導(dǎo)致強(qiáng)度下降。,(3)遷移法 耦聯(lián)劑直接加入樹(shù)脂配方中，讓它在浸膠和

9、成型 過(guò)程中遷移到玻纖表面發(fā)生耦聯(lián)作用。方法簡(jiǎn)便， 可增加纖維與樹(shù)脂間的粘結(jié)力，提高了強(qiáng)度與電 性能。 2、碳纖 與玻纖不同，一般采用表面活化的辦法，提高了 碳纖與樹(shù)脂復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度。有液相氧化、 氣相氧化、陽(yáng)極氧化、Co60或中子輻照。,熱固性樹(shù)脂工藝性能,2-1、浸潤(rùn)性能 不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂三大類(lèi)。 用于制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)有三條浸潤(rùn)途徑。 1、濕法加工 低粘度樹(shù)脂浸潤(rùn)干燥的纖維。 方法1：濕法鋪糊，用輥壓的方法將纖維氈用樹(shù)脂 浸漬。 方法2：濕法纏繞或纖維纏繞，用纖維束通過(guò)樹(shù)脂 槽拉出纏繞在所需形狀的芯軸或芯模上。,方法3：樹(shù)脂注塑，纖維在閉模中鋪好，樹(shù)脂在重 力或

10、外壓的作用下注入模子。 工藝因素： (1)樹(shù)脂對(duì)纖維的完全浸潤(rùn) (2)樹(shù)脂粘度 (3)樹(shù)脂與纖維之間的界面的表面張力 (4)纖維體積百分?jǐn)?shù)高，直徑細(xì)小，完全浸 潤(rùn)需長(zhǎng)時(shí)間和高壓。,2、預(yù)浸潤(rùn) 第一步：生產(chǎn)預(yù)浸料 把纖維和樹(shù)脂鋪在兩張硅化紙或塑料薄膜之間，再 對(duì)它加壓或輥壓，確保壓實(shí)和纖維浸潤(rùn)，然后部分 固化得到浸有樹(shù)脂的纖維帶或片。 該步工藝優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蜗驅(qū)又械睦w維定向程度極好。 第二步：去紙或薄膜 移去紙或薄膜后，將預(yù)浸料鋪疊成物件形狀或把預(yù) 浸帶纏繞在芯軸上，通過(guò)加壓壓實(shí)，最后由加熱加 壓實(shí)現(xiàn)固化。,3、改性預(yù)浸漬法 形成中間產(chǎn)物：片狀模塑料SMC 團(tuán)狀模塑料DMC SMC：是一種含有化學(xué)增稠

11、劑和碳酸鈣的薄片。 DMC：含較多的填料和較低的纖維含量，并且纖 維是三維取向的，在模中熱壓后，進(jìn)一步壓實(shí)并 固化，得到結(jié)實(shí)又剛硬的DMC。,2-2、粘接性能 發(fā)生在界面上的粘著認(rèn)為有五 種機(jī)理。 1、吸附和浸潤(rùn) 兩電中性的表面，粗糙，表面 足夠近地靠在一起。 物理吸引 兩種現(xiàn)象 孤立點(diǎn)接觸,要使纖維表面有效浸潤(rùn)，必須：液態(tài)樹(shù)脂覆蓋表面 上的每個(gè)峰谷，空氣完全排除。 浸潤(rùn)方程：Wa=SVLVSL Wa：由高度集中的分子間色散力引起的物理結(jié)合。 理想狀態(tài)，這種色散力能在樹(shù)脂與碳纖維或玻璃纖 維之間產(chǎn)生很強(qiáng)的粘結(jié)。,它受下列因素影響： (1)纖維表面受沾污使有效表面能大大低于原固體 的表面能。 (

12、2)材料表面有截留的空氣和其他氣體存在。 (3)固化過(guò)程中形成很大的凝縮應(yīng)力，在表面引起 不可恢復(fù)的位移。 這種強(qiáng)的物理結(jié)合在這些因素的影響下，往往不 能成為理想狀態(tài)的強(qiáng)結(jié)合。,2、相互擴(kuò)散 兩種聚合物表面有可能形成的， 通過(guò)一個(gè)表面上聚合物分子向另 一個(gè)表面的分子網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散形成粘 結(jié)。定義，也叫自粘著作用 界面上分子纏繞的數(shù)量和所包含 分子的數(shù)目粘結(jié)強(qiáng)度的決定 因素。 溶劑和增塑劑的存在有助于 擴(kuò)散。,3、靜電吸引 一個(gè)表面攜有凈正電荷而 另一個(gè)表面攜有凈負(fù)電荷 時(shí)，兩個(gè)表面之間會(huì)產(chǎn)生 吸引力定義。 控制PH值控制電荷密度 最佳耦聯(lián)效果界面強(qiáng) 度,4、化學(xué)鍵結(jié)合 耦聯(lián)劑作用機(jī)理。 5、機(jī)械粘著

13、 兩粗糙表面形成的 純粹機(jī)械連鎖作用。,2-3、流動(dòng)性能,樹(shù)脂在熔融態(tài)經(jīng)歷了延展（拉伸）和剪切兩種流 動(dòng)，這種簡(jiǎn)單的二維變形對(duì)纖維產(chǎn)生影響。 延展流動(dòng)：纖維朝延伸的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，延伸量很大， 纖維取向程度也大。 剪切流動(dòng)：一些纖維朝剪切方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其他纖維 朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在纖維的取向上沒(méi)有凈變 化。 部分取向的材料中，剪切流動(dòng)的作用使得一些纖 維轉(zhuǎn)離取向主方向。,2-4、固化性能,1、交聯(lián) (1)交聯(lián)的作用 熱固性聚合物，通過(guò)化學(xué)交聯(lián)由液態(tài)樹(shù)脂轉(zhuǎn)變成 硬而脆的固體物質(zhì)，交聯(lián)導(dǎo)致了高分子鏈的三維 網(wǎng)絡(luò)的緊密鍵合的形成。 (2)交聯(lián)的工藝因素 機(jī)械性能取決于組成網(wǎng)絡(luò)的分子單元和交聯(lián)的長(zhǎng) 度與密度，

14、前者由所用的化合物決定。后者受交 聯(lián)工藝，其中也包括固化工藝的控制。,(3)交聯(lián)工藝 程序： a、設(shè)定溫度、加熱時(shí)間最佳交聯(lián)，最佳性能。 b、設(shè)定某一較高溫度進(jìn)一步固化，提高性能。 2、熱響應(yīng) 熱固性樹(shù)脂一般是各向同性的。熱固性樹(shù)脂的最 大特點(diǎn)是對(duì)熱的響應(yīng)，它不因加熱而熔化，這一 點(diǎn)與熱塑性塑料不同。不過(guò)，當(dāng)加熱到熱變形溫 度時(shí)，熱固性樹(shù)脂會(huì)失去其剛度，這也就規(guī)定了 熱固性樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用的有效上限溫度。,與熱塑性塑料相比，在交聯(lián)和熱響應(yīng)中兩者有何不同？,熱塑性塑料分子間沒(méi)有交聯(lián)。熱塑性塑料 的強(qiáng)度和剛度來(lái)源于單體鏈節(jié)所固有的性 質(zhì)及其高分子量。由此可以肯定，在非晶 態(tài)熱塑性塑料中存在著高度

15、集中的分子纏 結(jié)，這些纏結(jié)起著交聯(lián)的作用，與熱固性 樹(shù)脂不同。,手糊成型工藝,手糊工藝視頻,定義：用纖維增強(qiáng)材料和樹(shù)脂膠液在模具上鋪 敷成型，室溫（或加熱）、無(wú)壓（或低壓）條件 下固化，脫模成制品的工藝方法。 特點(diǎn)：,1、原材料,要求：滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 手糊工藝要求 價(jià)低易得,1-1、聚合物基體,要求：1、室溫下固化、膠凝，生成高分子物 2、膠液粘度：0.20.5PaS（適合手糊） 3、無(wú)毒或低毒 4、價(jià)低 種類(lèi)：不飽和聚酯樹(shù)脂 環(huán)氧樹(shù)脂 雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂 聚酰亞胺樹(shù)脂,1-1-1、不飽和聚酯樹(shù)脂,優(yōu)點(diǎn)：常溫迅速固化 ，粘度低，良好的性能。 缺點(diǎn)：怕氧，固化收縮大，固化易受溫度、濕度 影響。 品種

16、： 通用型,1-1-2、環(huán)氧樹(shù)脂,價(jià)格相對(duì)較高，但性能好。受力結(jié)構(gòu)或耐堿、電 性能等制品多用環(huán)氧樹(shù)脂。自熄型環(huán)氧樹(shù)脂，簡(jiǎn) 稱(chēng)溴化環(huán)氧，有較好自熄效果，但粘度大，不適 合手糊工藝。,1-1-3、輔助材料,1、稀釋劑,2、填料 無(wú)機(jī)：粘土、CaCO3、白云石、滑石粉、 石英粉、石墨 有機(jī)：聚氯乙烯粉 3、色料 使用無(wú)機(jī)顏料。 一般不用有機(jī)顏料，易與有機(jī)樹(shù)脂反應(yīng)。,1-2、增強(qiáng)纖維,玻璃纖維、碳纖維、芳倫纖維、其它纖維。 E-玻纖： 無(wú)堿纖維 成本高 C-玻纖： 耐酸性 成本低 A-玻纖： 有堿纖維 成本低 S-玻纖： 高強(qiáng)纖維 M-玻纖： 高彈纖維 L-玻纖： 防輻射纖維 中國(guó)的中堿玻纖,1-2-

17、1、玻纖制品,玻纖無(wú)捻粗紗：由無(wú)捻絡(luò)紗機(jī)將拉絲得到的原 紗平行并股卷成圓筒形。 命名法：,短切纖維氈 將連續(xù)玻纖經(jīng)浸潤(rùn)劑集束后，按一定長(zhǎng)度切斷， 無(wú)序分散成一定厚度，再用粘結(jié)劑合成氈狀。 特點(diǎn)：成本低，使用方便，各向同性。 缺點(diǎn)：強(qiáng)度低。 襯里氈、表面氈。,無(wú)捻粗紗布 方格布 特點(diǎn)：經(jīng)緯強(qiáng)度均衡，沖擊強(qiáng)度高，成型容易， 與短切氈合用。 缺點(diǎn)：45方向強(qiáng)度低。 玻纖細(xì)布 平紋布 特點(diǎn)：變形量小，鋪覆性好，曲率復(fù)雜制品。 單向織物 單位寬度內(nèi)經(jīng)紗量遠(yuǎn)大于緯紗量。 特點(diǎn)：管道、貯罐，適用于某單向需要加強(qiáng)。,1-2-2、碳纖維,1-2-3、Kevlar纖維,美國(guó)杜邦公司(Dupont)開(kāi)發(fā)的聚芳酰胺纖

18、維 品種：Kevlar29 Kevlar49 特點(diǎn)：剛性模量很大，密度低，強(qiáng)度高，熱膨脹系 數(shù)低，耐高溫性能優(yōu)良，韌性好，表面缺陷影響小， 價(jià)格比碳纖維低 。 缺點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度低，日照芳環(huán)鏈會(huì)解鏈 。,1-3、手糊工藝,1-3-1、原材料準(zhǔn)備 1-3-1-1、膠液 主要工藝參數(shù)：膠液粘度，凝膠時(shí)間 1、膠液粘度 定義：表征流動(dòng)特性。,2、凝膠時(shí)間 定義：指在一定溫度條件下，樹(shù)脂中加入定量引 發(fā)劑、促進(jìn)劑或固化劑，從粘流態(tài)到失去流動(dòng)性， 變成軟膠狀態(tài)的凝膠所需的時(shí)間。 凝膠時(shí)間過(guò)短 粘度迅速增大，不能浸透材料， 局部固化。 凝膠時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 凝膠期過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)周期相應(yīng)變長(zhǎng)， 膠液流失，膠連劑揮發(fā)，貧膠、

19、 固化難。,受控因素： (1)膠液體積 體積大，反應(yīng)熱不易散發(fā)，相當(dāng)于給膠液加熱， 凝膠時(shí)間變短。 (2)環(huán)境溫度與濕度 氣溫高，凝膠短，氣溫低，凝膠長(zhǎng)，氣溫太低， 固化不良(15)。 溫度低，時(shí)間短；溫度高，時(shí)間長(zhǎng)。 (3)制品厚度與表面積大小 厚度厚，表面積大，時(shí)間長(zhǎng)。 (4)交聯(lián)劑蒸發(fā)損失 延長(zhǎng)凝膠時(shí)間，對(duì)大表面積制品注意。,(5)樹(shù)脂膠液中混入某些物質(zhì) 聚合反應(yīng)被抑制（交聯(lián)聚合中毒），因此注意膠 液的清潔，加蓋。 (6)填料加入量 料大延長(zhǎng)時(shí)間 書(shū)中不飽和聚酯樹(shù)脂凝膠時(shí)間、環(huán)境溫度、促 進(jìn)劑用量關(guān)系參考。 經(jīng)驗(yàn)1：配膠時(shí)將樹(shù)脂與固化劑以外的組分先調(diào) 好攪勻，施工前加入固化劑，攪勻后馬上

20、使用（如 色素預(yù)混）。 經(jīng)驗(yàn)2：伯胺+低活性固化劑，控制環(huán)氧樹(shù)脂膠凝 時(shí)間。,3、不飽和聚酯樹(shù)脂膠液配制 4、環(huán)氧樹(shù)脂膠液配方,1-3-1-2、增強(qiáng)材料,布，氈 預(yù)處理： 干：烘干，不潮濕 凈：無(wú)油污 下料：按樣下料 注意點(diǎn)：1、布的方向性，設(shè)計(jì)規(guī)定排向。 （例如：正交要求縱橫交替，管道注意受力方向）,2、同一鋪層拼接 3、圓形：45成帶 錐形：扇形 4、節(jié)約,1-3-1-3、膠衣糊,1、種類(lèi)與功效 33號(hào)間苯二甲酸型膠衣樹(shù)脂：耐水 36PA樹(shù)脂：不透明、自熄 39號(hào)膠衣樹(shù)脂，間苯二甲酸-HET酸酐：耐熱、 自熄 21號(hào)膠衣樹(shù)脂，新戊二醇：耐水煮、耐熱、不污 染、柔韌耐磨 2、配置 膠衣樹(shù)脂

21、+ 引發(fā)劑 + 促進(jìn)劑,1-3-1-4、手糊制品厚度與層數(shù)計(jì)算,1、厚度 數(shù)學(xué)計(jì)算見(jiàn)書(shū)P.26,2、層數(shù)計(jì)算 n = A /mf (kf + ckr) A： 制品總厚度(mm) mf：增強(qiáng)纖維單位面積質(zhì)量(Kg/m2) kf ：增強(qiáng)纖維厚度常數(shù)(mm/Kgm-2) kr： 樹(shù)脂基體的厚度常數(shù)(mm/Kgm-2) c： 樹(shù)脂與增強(qiáng)材料的質(zhì)量比（含膠量） n： 增強(qiáng)材料鋪層層數(shù),1-3-2、工藝操作糊制,1-3-2-1、表面層 定義：制品表面需要特制的面層富樹(shù)脂層。 構(gòu)成： 厚度：0.250.5mm 工藝： 涂刷 橫豎刷 噴涂 左右平行噴,噴涂影響因素： 1、觸變指數(shù)影響霧化扇面寬度。 噴射距離4

22、00500mm 此時(shí)觸變指數(shù)55.5以上 2、溫度 2530，噴槍氣壓0.30.4MPa 3、氣泡 杜絕 4、苯乙烯 防止揮發(fā) 5、水 杜絕,1-3-2-2、鋪層,連續(xù)，拼接時(shí)要對(duì)接，接縫錯(cuò)開(kāi)，外包封， 多層拼接用多次薄層法拼接。,詳見(jiàn)書(shū)P.27,1-3-3、工藝操作固化,1-3-3-1、不飽和聚酯樹(shù)脂固化,1-3-4、工藝操作影響因素,配方、反應(yīng)過(guò)程、后加工。 1、原材料方面 纖維：質(zhì)量不勻，扭結(jié)、斷頭、沾污、含濕，質(zhì) 量不達(dá)標(biāo)，內(nèi)應(yīng)力高，石蠟浸潤(rùn)劑存在。 樹(shù)脂：粘度不宜，浸潤(rùn)性差，樹(shù)脂的指標(biāo)不合格 （酸值、揮發(fā)分、分子量分布、環(huán)氧值等） 2、反應(yīng)中：不按規(guī)程操作，固化劑純度、用量， 室溫，

23、濕度，加壓時(shí)機(jī)等。 3、后加工：脫模，機(jī)加工，連接不當(dāng)。 4、質(zhì)量控制：避免上述影響因素。,5、常見(jiàn)缺陷：,噴射成型工藝,1、定義： (1)將分別混有促進(jìn)劑和引發(fā)劑的不飽和聚酯樹(shù)脂 從噴槍兩側(cè)（或槍內(nèi)混合）噴出，同時(shí)將玻纖無(wú) 捻粗紗用切割機(jī)切斷，并由噴槍中心噴出，與樹(shù) 脂一起均勻沉積到模具上。 (2)待沉積到一定厚度，用手輥滾壓，使纖維浸透 樹(shù)脂，壓實(shí)并除去氣泡，最后固化成產(chǎn)品。,工藝流程：,噴射成型工藝,2、分類(lèi) 氣動(dòng)型 壓縮空氣的噴射將膠液霧化并噴 涂到芯模上 煙霧彌漫，浪費(fèi)，污染 液壓型 內(nèi)混 噴槍頭紊流混合器內(nèi)混 污染小，易堵槍?zhuān)皶r(shí)洗 外混 噴槍外混，類(lèi)似氣動(dòng) 浪費(fèi)，污染 先混

24、靜態(tài)混合器，好，貴,3、優(yōu)點(diǎn)：效率高，成本低，整體性（無(wú) 縫），產(chǎn)品壁厚可調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)：污染大，樹(shù)脂用量大，制品強(qiáng) 度低（短切）,2-1、噴射工藝控制,2-1-1、工藝參數(shù) 1、纖維：含量為2833%，長(zhǎng)度2550mm 50mm，氣泡多，不分散 2、含膠量：60%左右 3、膠液粘度：0.30.8PaS，觸變度1.54 4、噴射量： 噴嘴直徑1.23.5mm，噴膠量860g/s 5、噴角、噴距：噴角20，噴距350400mm， 粘度0.2PaS，霧化壓力0.30.5MPa,2-1-2、工藝要點(diǎn),1、環(huán)境溫度：255 高：固化快，堵槍 低：粘度大，浸漬不好，固化慢 2、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè) 3、獨(dú)立供氣，除

25、濕（國(guó)內(nèi)難） 4、膠液罐恒溫 5、調(diào)節(jié)割輥與氣壓同步,6、底膠先噴，初終光面（打?。?7、均勻噴射 8、滾壓、排氣泡、修毛刺 9、旋轉(zhuǎn)噴嘴，調(diào)噴射直徑 10、特殊部位 曲面法線(xiàn)方向 溝槽四周向內(nèi) 轉(zhuǎn)角由內(nèi)向外,2-1-3、缺陷及防治,見(jiàn)書(shū)P.36 “軟”，“硬”，“快”，“過(guò)頭”，“泡”。,2-2、樹(shù)脂傳遞模塑與反應(yīng)注射模塑,樹(shù)脂傳遞模塑：Resin Transfer Molding 反應(yīng)注射模塑：Reaction Injection Molding RTM定義：將液態(tài)熱固性樹(shù)脂（通常為不飽 和聚酯）及固化劑，由計(jì)量設(shè)備分別從儲(chǔ)桶 內(nèi)抽出，經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻，注入事先 鋪有玻纖增強(qiáng)材料的密封

26、模內(nèi)，經(jīng)固化，脫 模，后加工而成制品。,2-2-1、原材料,1、樹(shù)脂系統(tǒng) 低粘度，低放熱，快固化，以適應(yīng)樹(shù)脂RTM 的反應(yīng)機(jī)理，設(shè)備需求。 低粘度 抽、注要求 低放熱 密封模固化要求 快固化 生產(chǎn)周期要求,工藝參數(shù)： 粘度 250300 PaS 放熱 80140 凝膠 530min 固化 2倍膠凝時(shí)間 2、增強(qiáng)材料 玻纖氈，短切氈，無(wú)捻粗紗，預(yù)成型氈，表面氈。 根據(jù)RTM的工藝流程，材料必須要（增強(qiáng)部分） (1)鋪覆性好，在模內(nèi)鋪覆保持尺寸。 (2)質(zhì)量均勻（只在中國(guó)），制氈受力均勻。,(3)容積壓縮系數(shù)大，初試合模時(shí)均勻受力， 注入樹(shù)脂時(shí)也均勻受力。 (4)耐沖刷性能好，樹(shù)脂用泵注入時(shí)，對(duì)于

27、 樹(shù)脂的反復(fù)流動(dòng)不變性。 (5)對(duì)樹(shù)脂流動(dòng)阻力小，讓樹(shù)脂均開(kāi)。 應(yīng)用品種： 連續(xù)氈，連續(xù)氈+短切氈混合，無(wú)捻粗紗， 表面氈。 3、填料 無(wú)機(jī)填料為主,2-2-2、工藝特點(diǎn)和基本性能,1、主設(shè)備、模具、模壓機(jī)投資少（低壓）， 但模具要求高。 2、在模具好的條件下，能保證制品光滑， 尺寸穩(wěn)定，組合容易。 3、可預(yù)加入物質(zhì)。 4、模具制造周期短，更新品種容易。 5、可選多種樹(shù)脂、填料，但要求樹(shù)脂高。,6、單位產(chǎn)量高。 7、后處理少。 8、閉模生產(chǎn)，污染小。 9、RRIM制品抗壓強(qiáng)度高，耐腐。 基本性能見(jiàn)書(shū)P.50表2-23，2-24。,夾層結(jié)構(gòu),誕生起因：減重，保溫。 生產(chǎn)方式：手工，機(jī)械。 1、夾

28、層性質(zhì)： 泡沫塑料夾層 蜂窩玻璃布夾芯 玻鋼、玻紋板 2、夾層結(jié)構(gòu) 六邊形，矩形，加強(qiáng)帶六邊形,3-1、蜂窩夾層結(jié)構(gòu),3-1-1、原材料,粘接劑：,3-1-2、蜂窩夾芯制造,3-1-2-1、手工涂膠,膠條紙板如同絲網(wǎng)印花的絲網(wǎng) 涂膠如同印彩色釉 連接 如此間隔疊層（見(jiàn)書(shū)） 達(dá)到厚度，固化、切割、手拉開(kāi),3-1-2-2、機(jī)械涂膠,印膠法： 同墻、 地磚機(jī) 械印花 法類(lèi)同， 把底面 再印一 次膠。,3-1-2-3、金屬蜂窩膠接拉伸法,工藝流程：,3-2、泡沫塑料夾層,3-2-1、基本性能 質(zhì)量輕，絕熱，隔音，均勻傳遞外力。 詳見(jiàn)書(shū)P.65表3-4,3-2-2、泡沫塑料夾芯種類(lèi)與工藝,3-2-2-1

29、、種類(lèi) 1、生產(chǎn)的樹(shù)脂基體分 聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚氨酯，聚乙烯， 脲甲醛，酚醛，環(huán)氧，有機(jī)硅，聚丙烯， 氯化或磺化聚乙烯，聚碳酸酯，聚四氟乙 烯。,2、泡沫塑料硬度 壓縮變形： 3、密度,3-2-2-2、發(fā)泡方法,1、物理發(fā)泡 壓入氣體發(fā)泡 低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)發(fā)泡 2、機(jī)械混入 “固化”氣泡 3、化學(xué)發(fā)泡 內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡,3-2-2-3、聚氨酯泡沫塑料制備工藝,3、異氰酸酯,甲苯二異氰酸酯,2，6，對(duì)稱(chēng)穩(wěn)定性，形成開(kāi)孔泡。,2，4，不穩(wěn)定性，形成閉孔泡。,4、催化劑,5、發(fā)泡劑 二氧化碳，鹵化碳 6、表面活性劑 水溶性硅油，磺化脂肪醇，磺化脂肪酸 7、其他助劑 改善功能用,8、工藝反應(yīng)機(jī)理,(

30、1)鏈增長(zhǎng)反應(yīng),(2)放氣反應(yīng),(3)氨基與異氰酸酯反應(yīng),(4)交聯(lián)和支化反應(yīng),(5)縮二脲,(6)羧基聚酯與異氰酸酯反應(yīng),9、制造步驟,3-2-3、泡沫夾層結(jié)構(gòu)制造,1、預(yù)制粘接法 面層、泡沫芯材分別制造粘接即可 2、整體澆注法 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)澆入待發(fā)泡料，經(jīng)發(fā)泡、 固化而成一整體。 3、機(jī)械連續(xù)法 表層、結(jié)構(gòu)、泡沫夾層同時(shí)生產(chǎn)。 結(jié)構(gòu)與表層定位浸粘結(jié)膠向結(jié)構(gòu)空腔噴泡沫,模壓成型工藝,5-1、概述 定義：將一定量的模壓料放入金屬對(duì)模中， 在一定的溫度和壓力作用下，固化成型制品 的一種方法。 工藝過(guò)程：加熱和加壓（高壓） 物料角度：塑化，流動(dòng)，固化三階段。 模具要求：高強(qiáng)度，高精度，耐高

31、溫。,樹(shù)脂在成型過(guò)程中的兩個(gè)特定階段： (1)粘流階段：樹(shù)脂受熱熔化，在壓力作用下粘裹 纖維一起流動(dòng)至填滿(mǎn)模腔的過(guò)程。 即物料塑化、流動(dòng)階段。 (2)硬固階段：樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)，硬固的過(guò)程。 即物料固化階段。 工藝分類(lèi)：是根據(jù)增強(qiáng)材料物態(tài)和模壓料品種 （模壓方式）分類(lèi)。,按模壓材料物態(tài)分類(lèi)：,纖維料模壓：預(yù)混、預(yù)浸纖維料加熱、加壓 成型。（單向、線(xiàn)性） 織物模壓：兩向、三向、多向織物浸漬樹(shù)脂 后，加熱、加壓成型。（平面） 優(yōu)點(diǎn)：剪切強(qiáng)度明顯提高，質(zhì)量穩(wěn)定。 缺點(diǎn)：成本高 碎布料模壓：預(yù)浸碎布料加熱、加壓成型 。 （多塊，小平面）,SMC模壓：SMC片材按制品尺寸、形狀、 厚度等要求剪裁下料，多層片

32、材疊合加壓 而成型。（大面積，多層平面） 預(yù)成型坯模壓：短切纖維制成與制品形狀 和尺寸相似的預(yù)成型坯，放入模中，倒入 樹(shù)脂混合物，壓力成型。（大型、深型、 高強(qiáng)、異型、體形、均厚度制品）,按模壓成型方式分類(lèi)：,層壓：預(yù)浸膠布或氈剪成所需形狀，層疊 后放入金屬模內(nèi)，壓制成型。 纏繞：預(yù)浸的玻纖或布帶，纏繞在一定模 型上，加熱、加壓。（管材） 定向鋪設(shè)：?jiǎn)蜗蝾A(yù)浸料（纖維或無(wú)維布） 沿制品主應(yīng)力方向鋪設(shè)，然后模壓成型。,5-2、模壓料,樹(shù)脂、增強(qiáng)材料、輔助劑構(gòu)成模壓料的三 大塊。 5-2-1、原料 1、樹(shù)脂： 酚醛型（鎂、氨酚醛，改性聚乙烯醇縮丁 醛），環(huán)氧型（634，648，F(xiàn)-46），環(huán)氧 酚醛

33、型（也可列為酚醛型），聚酯型。,2、增強(qiáng)材料： 纖維型（玻纖，碳纖，尼龍纖），（形狀 有纖維狀，短切氈，布或繩） 3、輔助材料： 稀釋劑，玻纖表面處理劑，填料，脫模劑 及顏料等。 目的：使模壓料具有良好的工藝性和制品 的特殊要求。,(1)稀釋劑：丙酮、乙醇（非活性） 用途：降低樹(shù)脂粘度，改進(jìn)樹(shù)脂浸漬性能，有活 性與非活性之分。 (2)表面處理劑：改進(jìn)樹(shù)脂與增強(qiáng)材料的粘結(jié)及樹(shù) 脂纖維界面狀態(tài)。 種類(lèi)：對(duì)環(huán)氧及酚醛模壓料，常用的玻纖表面處 理劑有KH-550，用量為純樹(shù)脂重量的1%，不宜 過(guò)多或過(guò)少。 (3)粉狀填料：提高模壓料的流動(dòng)性，降低制品收 縮率，提高制品表面的光澤度、質(zhì)量和均勻性及 賦予

34、制品以某種特殊性能。MoS2可提高制品的 耐磨性。,5-2-2、模壓料的制備,分為預(yù)混法和預(yù)浸法兩種。 1、短切纖維模壓料制備 (1)預(yù)混法（手混和機(jī)混） 工藝流程： 玻璃纖維熱處理切割混合撕松烘干 模壓料,機(jī)混法步驟： a、180處理4060min（350處理1015min）， 除去玻纖表面石蠟浸潤(rùn)劑，殘油量1 SMC，BMC壓縮比較小。 纖維狀模壓料壓縮比達(dá)610（蓬松） 處理方法：預(yù)成型纖維,5-3、SMC成型工藝,5-3-1、SMC的特點(diǎn)與種類(lèi) 1、SMC的特點(diǎn) SMC片狀模塑料（Sheeting Molding Compound） 1953年，美國(guó)Rubber發(fā)明不飽和聚酯的化學(xué)增稠

35、。 1960年，德國(guó)Bayer公司實(shí)現(xiàn)SMC工業(yè)化生產(chǎn)。 定義：SMC是不飽和聚酯樹(shù)脂及輔助劑、填料所 成樹(shù)脂糊浸漬短玻纖粗紗或玻氈，并在兩邊用聚 乙烯或聚丙烯包覆后形成的片狀模壓成型材料。,特點(diǎn)： (1)干法生產(chǎn)FRP制品一種中間材料，它具有 獨(dú)特的增稠作用，即浸漬玻纖時(shí)體系粘度低， 浸漬后粘度急劇上升，達(dá)到穩(wěn)定。 (2)重現(xiàn)性好。 (3)操作處理方便，增稠劑化學(xué)增稠，使SMC 處于不粘手狀態(tài)，避免一般預(yù)成型的粘滯性。 (4)作業(yè)環(huán)境清潔。,(5)SMC能使玻纖同樹(shù)脂一起流動(dòng)，可成型 帶有肋條和凸部的制品。 (6)可壓截面變化不大的大型薄壁制品。 (7)制品表面光潔度高。 (8)生產(chǎn)率高，成

36、型周期短，成本低，易機(jī) 械化、自動(dòng)化。,2、SMC的種類(lèi),(1)BMC塊狀模塑料（Bulk Molding Compound） 相近：與SMC組成近似。 用途：壓制和擠出成型。 區(qū)別：BMC中纖維含量低，纖維短，填料含量大， 強(qiáng)度低，小型制品。 (2)TMC厚片狀模塑料 相近：組成與制作與SMC類(lèi)似。 區(qū)別：比SMC厚的多(0.63cm：5.08cm)，浸透性更 好，成本更低。,(3)結(jié)構(gòu)SMC纖維形態(tài)和分布不同的SMC SMCR纖維不規(guī)則分布 SMCC連續(xù)纖維單向分布 SMCD不連續(xù)纖維定向分布 SMCC/R，SMCD/R區(qū)別： 纖維含量高（Wt達(dá)3070%，多為50%以上）， 樹(shù)脂為高反應(yīng)

37、性間苯二甲酸聚酯樹(shù)脂，強(qiáng)度大大 提高。,(4)高強(qiáng)SMC，即HMC和XMC HMC少填料，多短纖，少樹(shù)脂的片狀模塑料。 XMC少填料，多連續(xù)定向玻纖，少樹(shù)脂的片狀 模塑料。 代替鋼材，鋁材。 (5)LSSMC(Lom ShrinkageSMC)低收縮SMC 尺寸精度高，表面光潔度高。 (6)ITPSMC(Interpenetrating Thicking Process SMC)滲透增稠片狀模塑料 室溫熟化，高剛性，耐沖擊，尺寸穩(wěn)定。 (7)高彈SMC，耐熱SMC，耐燃SMC,5-3-2、SMC的組分及性能,1、不飽和聚酯樹(shù)脂及其助劑 (1) 不飽和聚酯樹(shù)脂的工藝要求 a、低粘度，便于浸漬 b

38、、易同增稠劑反應(yīng) c、固化迅速 e、熱強(qiáng)度高 牌號(hào)，不同的用途決定。,(2)交聯(lián)劑 機(jī)理：與聚酯發(fā)生共聚反應(yīng)，使聚酯大分 子通過(guò)交聯(lián)單體自聚的“鏈橋”而交聯(lián)固化 改善樹(shù)脂固化后的性能。 工藝上使樹(shù)脂糊初始粘度降低。 種類(lèi)：苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，乙烯基 甲苯，鄰苯二甲酸二丙烯酯。253廠(chǎng)的促進(jìn) 劑E。,(3)引發(fā)劑 貯存，操作安全，室溫不分解，制得SMC 貯存期長(zhǎng)。 如引發(fā)劑H（白色糊狀）， 25凝膠時(shí)間， 1220min。 引發(fā)劑L（無(wú)色透明液體）， 25凝膠時(shí) 間，1222min。 實(shí)例：促進(jìn)劑與引發(fā)劑配方使用。,(4)阻聚劑 阻止不飽和聚酯在室溫下的交聯(lián)聚合，必 須在引發(fā)劑和所用樹(shù)脂的臨

39、界溫度內(nèi)不失 效，但又不極大影響固化、成型周期。 PBO、HQ、CLPBO、TBC (5)增稠劑 貯存和成型SMC時(shí)要求坯體粘度較高，目 的是滿(mǎn)足模壓要求和使制品的收縮率降至 最低。,工藝要求：SMC粘度由很低迅速增高，達(dá)熟化 粘度并長(zhǎng)期穩(wěn)定?？刂芐MC生產(chǎn)到模壓制品全過(guò) 程各階段的粘度變化。,a、增稠劑選擇原則： 制備SMC時(shí)，粘度低樹(shù)脂對(duì)玻纖、填料的充分 浸漬 此后粘度迅速升高貯運(yùn)、模壓 增稠坯料迅速充滿(mǎn)模腔樹(shù)脂、纖維不離析 增稠后粘度，貯存期內(nèi)保證模壓 生產(chǎn)中穩(wěn)定的重現(xiàn)性,b、增稠劑的品種及使用： A族金屬氧化物或氫氧化物 混合增稠劑效果更理想 過(guò)量MgO加入引起制品自我潮解，耐水性下降

40、 c、影響增稠效果的因素： 聚酯樹(shù)脂酸值 酸度越高，粘度變化越大，詳見(jiàn)圖4-10 253廠(chǎng)樹(shù)脂從1632變化，實(shí)際以mg KOH/g表示 酸值,增稠劑活性 碘吸附值表示活性 微量水分 0.10.8%微量水迅速增稠（初期） 1.0%則不如不加水的快（初期） 因此必須對(duì)填料、增稠劑、低收縮添加劑與玻纖 使用前測(cè)定含水量 溫度的影響 溫度升高，增稠加快， 詳見(jiàn)圖4-12,d、增稠機(jī)理 第一階段：酸堿反應(yīng)，生成堿式鹽。,第二階段：以配位鍵形成絡(luò)合物,(6)低收縮添加劑 克服聚酯樹(shù)脂固化時(shí)將發(fā)生的710%體積收縮， 并使表面光滑，無(wú)裂縫，收縮量低。 a、機(jī)理：聚酯樹(shù)脂發(fā)生熱膨脹，交聯(lián)中產(chǎn)生固 化收縮，在

41、固化收縮時(shí)，低收縮劑熱膨脹力就阻 止收縮。稍遲于樹(shù)脂固化收縮，而其收縮時(shí)，周 圍已固化。 低收縮效果圖詳見(jiàn)書(shū)P.88圖4-13 b、選擇 PVC聚氯乙烯，PS聚苯乙烯，PE聚乙烯，PVAc 聚醋酸乙烯酯，添加量5%左右。,(7)無(wú)機(jī)填料 a、分類(lèi) 氧化硅及硅酸鹽類(lèi)：石棉，滑石粉，瓷土， 氧化硅，硅藻土，火山灰等 碳酸鹽類(lèi)：碳酸鈣 硫酸鹽類(lèi)：硫酸鋇，硫酸鈣 氧化物類(lèi)：氫氧化鋁,b、性能選擇 細(xì)度：325目(44m)。 大：分離、沉淀。 小：吸油量高的填料加入量少。 油吸附量：被亞麻仁油潤(rùn)濕的質(zhì)量百分比，一般 要求要求填料具有較低的油吸附量。 觸變性：物料受到外力作用（如剪切力、振蕩） 時(shí)，粘度顯

42、著下降，除去此力時(shí)，物料又逐漸恢 復(fù)到原來(lái)粘度的一種物理現(xiàn)象。 不宜選用靈敏度大的填料。,c、填料對(duì)制品成本影響 單位體積成本為： Rc = Km + K - (Km - Kc)Xc Km, Kc：樹(shù)脂糊、填料的單位體積成本。 K：加填料的操作成本。 Xc：填料的體積分?jǐn)?shù)。 不加填料的成本Rc=Km Rc的意義：加填料的操作成本小于這部分 填料替代樹(shù)脂糊而降低的成本。,則K - (Km - Kc)0虧損。 Km與Kc差值越大，K越小，無(wú)虧損點(diǎn)Xc0 越小，經(jīng)濟(jì)效益高。 Xc還與填料密度有關(guān)： Xc=1/1+c/m(1-yc)/ yc c, m：填料、樹(shù)脂的密度。 yc：填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 c/m

43、越?。篨c越大。,(8)內(nèi)脫模劑 機(jī)理：是一些熔點(diǎn)比普通模制溫度稍低的化合物， 它與液態(tài)樹(shù)脂相容，與固化后的樹(shù)脂不相容，固 化時(shí)從內(nèi)部逸到模具界面形成障礙，從而脫模。 國(guó)內(nèi)用硬脂酸鋅，熔點(diǎn)133 日本用硬脂酸亞鉛 歐、美用硬脂酸鈣，熔點(diǎn)150，硬脂酸鎂，熔點(diǎn) 145。,(9)增強(qiáng)材料 短切玻纖、氈，石棉纖維，麻，有機(jī)纖維。 玻纖性能：易切割、分散，浸漬性好，抗 靜電，流動(dòng)性好，強(qiáng)度高。,5-3-3、SMC生產(chǎn)工藝,1、生產(chǎn)過(guò)程 詳見(jiàn)圖4-18，4-19 (1)樹(shù)脂糊制備 批混法（國(guó)內(nèi)），連續(xù)計(jì)量混合法（國(guó) 外）。 批混法：樹(shù)脂和除增稠劑外的各組分計(jì)量 后先混合，再通過(guò)計(jì)量和混合泵加入MgO 增

44、稠劑。,粘度控制指標(biāo)：,連續(xù)計(jì)量混合法：將樹(shù)脂與其他部分分為 兩部分單獨(dú)制備，計(jì)量后進(jìn)入靜態(tài)混合器， 均勻后再成型。 (2)玻纖切割與沉降 粗紗切割速度80130m/min 防靜電，玻纖分布均勻。 (3)浸漬、壓實(shí) 反復(fù)擠壓捏合，達(dá)到充分混合和充分浸漬。,(4)收卷 收卷裝置的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩隨卷徑的變化規(guī)律： M=A1/n=Tv/2n r=B1/n=v/21/n T：收卷張力 v：收卷線(xiàn)速度 r：片料卷繞半徑 n：收卷轉(zhuǎn)速 M：轉(zhuǎn)矩,(5)熟化與存放 熟化使粘度達(dá)到模壓粘度范圍并穩(wěn)定后才能交付 使用。 存放要防止苯乙烯揮發(fā)，非滲透性薄膜密封包裝。 2、配方 滿(mǎn)足制品性能要求，考慮可模壓性。 均勻性

45、（制品性能），流動(dòng)性（可模壓性） 關(guān)鍵：選擇樹(shù)脂與填料的搭配。吸收能力高的填 料與吸收能力低的填料的合理搭配，解決均勻性 和流動(dòng)性的有效途徑。,3、工藝參數(shù) (1)一般參數(shù)見(jiàn)書(shū)P.96 (2)參數(shù)計(jì)算 上糊量與纖維輸送量 切割機(jī)轉(zhuǎn)速和紗團(tuán)數(shù) 刮板間隙 所有參數(shù)均應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)系數(shù)。,5-4、模壓工藝,模壓工藝流程見(jiàn)書(shū)P.97圖4-26。,5-4-1、壓制前準(zhǔn)備,1、預(yù)熱和預(yù)成型 壓制前對(duì)模壓料預(yù)先加熱處理稱(chēng)為預(yù)熱。 目的：改善模壓料的工藝性能,預(yù)熱方法：,t0時(shí)，紗片滯后，脫線(xiàn)。 取0時(shí)，紗片超前，壓線(xiàn)。 為避免打滑，0。,6-3-4、線(xiàn)型設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的纏繞成型，對(duì)應(yīng)于某個(gè)纏繞角，除 滿(mǎn)

46、足前面的不重疊、不離縫，均勻布滿(mǎn) 芯模表面纖維位置穩(wěn)定，不打滑，還必 須滿(mǎn)足封頭不滑線(xiàn)的條件，要求纏繞在 表面上的每條纖維都是相應(yīng)曲面的測(cè)地線(xiàn)。,封頭曲面上，由微分幾何的克列絡(luò)定理， 測(cè)地線(xiàn)方程為： Sin=r0/r (7-19) ：測(cè)地線(xiàn)與封頭曲面上子午線(xiàn)夾角 r0：封頭極孔圓半徑 r：測(cè)地線(xiàn)與子午線(xiàn)交點(diǎn)處平行圓半徑 r= r0，測(cè)地線(xiàn)與子午線(xiàn)交點(diǎn)處的平行圓就是極孔 圓，此時(shí)=/2。 r，Sin，一直小到筒身段時(shí)，Sin最小， 再往下Sin不變。,說(shuō)明：,(1)封頭曲面上滿(mǎn)足(7-19)式的就是測(cè)地線(xiàn)。 (2)在筒身段，由于纏繞纖維的連續(xù)性，筒 身段的任意纏繞角螺旋線(xiàn)都是測(cè)地線(xiàn)。 (3)通過(guò)

47、上式求得的纏繞角所確定的纖維位 置，無(wú)論在封頭和筒身段都是測(cè)地線(xiàn)，且 是穩(wěn)定纏繞。 (4)以均勻、布滿(mǎn)且穩(wěn)定纏繞時(shí)，芯模的轉(zhuǎn) 角也相應(yīng)固定。,1、由測(cè)地線(xiàn)求芯模轉(zhuǎn)角 芯模轉(zhuǎn)角通過(guò)單程線(xiàn)芯模轉(zhuǎn)角t來(lái)得到,n=t。 t由單程初始的封頭纏繞轉(zhuǎn)過(guò)的角度（包角） 和單程后期的筒身纏繞轉(zhuǎn)過(guò)的角度（進(jìn)角）。 t=+ (7-20) (1)的求解 W1=l1 W=l =l/W=l/W360 W=D/tg0 =ltg0/D360 (7-21),(2)的求解 由圖7-25，上極圈，轉(zhuǎn)過(guò)+90 相應(yīng)下極圈+90 =2(+90) (7-22) a、過(guò)D點(diǎn)作平面平面HBC DF（平面平面HBC） b、過(guò)D點(diǎn)作平面與筒體相

48、切 DE（平面平面HBC）， DG（平面平面）,c、過(guò)G點(diǎn)作平面EFGDG EG（平面EFG平面）， FG（平面EFG平面）， EF（平面HBC平面EFG） d、FDG=HBC=0 一平面與兩平行平面交角相同，EDG=0 纖維在赤道圓處的纏繞角，EGF= 互余角，平面與兩平行線(xiàn)交角轉(zhuǎn)換。,e、tg0=FG/DG=EG/DGFG/EG= tg0cos 當(dāng)=0時(shí)，0=0，就是平面FDG與平面EDG 重合，即0=0代表截平面與軸線(xiàn)夾角等于纖 維在赤道圓的纏繞角，此時(shí)=180 而Sin=(h tg0-r0)/R=(h tg0cos-r0)/R (7-23) 轉(zhuǎn)化成一個(gè)三角方程求解問(wèn)題。 工程上常用近似式計(jì)算： =Sin-1 (h tg0-r0)/R (7-24) 將(7-21)，(7-24)代入(7-20) t= ltg0/D360+290+Sin-1 (h tg0-r0)/R n=2 t,2、線(xiàn)型的確定,在實(shí)際生產(chǎn)中，用控制線(xiàn)型和轉(zhuǎn)數(shù)比這兩個(gè)宏觀(guān) 參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)正常的生產(chǎn)。 已知極孔半徑r0，芯模半徑R，設(shè)計(jì)一定切點(diǎn)的 線(xiàn)型，求出t，再算出n，與該切點(diǎn)的線(xiàn)型 對(duì)照，再進(jìn)行調(diào)整。 (1)變長(zhǎng)不變角，適用于芯模還未設(shè)計(jì)之前 l = - (t - t ) D / (360tg0)