第7章复合材料的成型加工技术报告.ppt

第7章 复合材料的成型加工技术 §7.1 概述 §7.2 层压成型 §7.3 模压成型 §7.4 缠绕成型 §7.5 手糊成型 §7.6 其它成型 增强塑料性能优越： 1. 密度低、比强度高； 2. 绝热性好； 3. 耐化学腐蚀性强； 4. 介电性能优良。 当然，增强塑料也存在不足之处：弹性模量低、受力时有较大变形、表面硬度低、耐温性能差、容易老化等。 增强塑料的基本组成 增强材料：常用的底材有纸张、棉布、木材薄片、玻璃布或玻璃毡、石棉毡和石棉纸、合成纤维的织物以及碳纤维及陶瓷纤维等，增强材料如纤维、片状无机物。 树脂：所用的树脂大部分为热固性的，如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、DAP等。 填料：另外为了改善性能及降低成本还可以加入碳酸钙、滑石粉以及氧化铝等。 一、复合材料用的树脂  树脂的作用: 　 ①把不连续的基材粘接起来，从而使复合材料成为具有一定物理性能的整体。 　　②使纤维材料不致发生屈曲变形，如细度6- 8微米玻璃纤维，受压时是不稳定的，由于自重而发生屈曲。但是复合材料中，由于树脂的支撑作用而阻止了纤维的屈曲，使纤维在受压时仍有一定的强度。　　③保护纤维填料不受外界介质的侵蚀和腐蚀，从而有利于发挥纤维的优良性能。 　　 对树脂性能的要求： 　 ① 树脂对增强材料应有良好黏附能力和润湿能力。 　 ② 树脂本身要有良好的物理力学性能。 　 ③ 树脂固化时的收缩率应小，从而在复合材料中不致引起太多的微裂纹。 　 ④ 树脂应具有良好的工艺性能。 常用树脂: 　　层压塑料制品常用树脂有：酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、氨基树脂等，此外也有少数其它品种树脂，如DAP树脂、二苯醚甲醛树脂、芳烷基醚甲醛树脂、糠醛丙酮树脂、聚酰亚胺树脂等。 1、聚酯树脂 　　优点：优越电性能、透明性、抗水、酸性。 　　缺点：耐热性差、表面不光滑（增强用纤丝在表面突出、露纤） 2、环氧树脂： 用酸酐/胺类固化剂 　　优点：对各种增强物的粘接性都很好、脱模困难. 3、酚醛树脂： 　　优点：成本低，强度好，抗湿、抗化学腐蚀好，耐热性好。 　　缺点：颜色深，需预浸，固化中有挥发性物质放出，需高压成型。 4、有机硅树脂 常用于对制品电性能、强度和耐热性要求较高的场合，因成本较高，应用上受到一定的限制。 5、三聚氰胺甲醛树脂 这种树脂在成型中与酚醛树脂有很多相同之处，也就是必须经过预浸，固化中有挥发性物质放出。 优越的抗电弧性、上色的范围广、硬度高、耐磨性好、耐热性高等。 二、增强材料及其表面处理 （一）玻璃纤维及其织物  1、玻璃纤维：是由玻璃高温拉丝制成，其强度高于块状玻璃。 　　主要成份：铝硅硼酸盐和钙钠硅酸盐。  ２、玻璃纤维及其织物的制造  １） 玻璃纤维的制造工艺 　　玻璃球→坩锅→熔化→流出→牵伸→喷浆料（润滑、耐磨、保护）→卷取 ２）玻璃纤维织物的制造　 　用纺织方法将玻璃纤维制成各种玻璃纤维织物 各种玻璃纤维织物或制品的性能： A、玻璃绳：许多玻璃纱加捻绞紧而成，强度很高，常用于增强塑料的局部，加捻可以提高纤维面抱合力，因而改善纤维的受力状况，有利于纺织工序的进行。 B、玻璃布：平纹布、斜纹布、缎纹布、单向布。  C、玻璃布带：主要用于缠绕管道、接头等增强塑料制品。 D、无捻粗纱：主要用于缠绕高压容器和管道。 E、无捻粗纱布：容易浸透树脂铺覆性能好，适用于手糊成型制造船艇、汽车车身和大型容器等，也用于层压制品。 F、 短切纤维：主要用于制造模压用的干混料或湿浆料、热塑性复合塑料以及吸附成型工艺等 G、短切纤维毡：主要用于手糊成型和模压成型，生产平面或曲率不大的制品。 H、表面毡：厚度约为0.3～0.38mm，可以覆盖制品，掩盖玻璃纤维，使制品表面光滑，常用于手糊成型。 I、 连续玻璃纤维毡：主要用于压制绝缘板和缠绕绝缘管等。 ３、表面处理方法： 　A、洗涤法：用有机溶液洗除玻璃纤维／织物表面上的浆料。 　　 溶剂：三氯乙烯、汽油、丙酮、甲苯、二氯乙烷。 　　 　B、热处理法：高温除去玻璃纤维／其织物表面上的浆料。  连续处理：连续热处理炉温度可取300℃－450℃，３min－6min。 　　 间歇式处理：温度偏低而时间长，可采取280℃和15－25min。 C、化学处理法： 　　1、后处理： 　　玻璃纤维／织物→热处理（浆料留量1%）→偶联剂