1、聚合物基復合材料Polymer MatrixComite Materials內(nèi)容提要第一章第二章 第三章第四章第五章緒論基體材料增強及其表面處理復合材料成型方法引言知道，人類發(fā)展的歷史和材料發(fā)關，歷史學家把人類發(fā)展展的歷史史按石器時代、陶器時代、青銅器時代、鐵器時代等來劃分。也可以說，人們往往以人類的使用工具以及制造工具的材料進 步情況作為作為人類文明進步的一種標志。長期以來，人類為了生產(chǎn)和科學技術的進 步，一直不斷的開發(fā)新材料。從材料的角度來看，任何一種單一材料都有其若干突出的優(yōu)點，但也存在一些明顯的缺點，而且這些缺點的改善有時又是非常的的。尤其是近三十年來科學技術發(fā)展迅速，特別是尖端科學技

2、術 的突飛猛進，對材料的性能提出了越來越高的要求。因此單一材料已經(jīng)不能滿足這種需求。研究發(fā)現(xiàn)，將兩種或兩種以上的材料采用某種方式復合后，可以制成一種新的材料（稱之為復合材料）。這些新材料常常保留了原有單一組分的優(yōu)點，同時克服或彌補了它的缺 點，并顯示出一些新的特性。復合材料復合材料的出現(xiàn)和發(fā)展，是現(xiàn)代科學技術不斷進步的結果，是材料設計方面的一個突破，復合材料一出現(xiàn)就引起了人們 的高度重視，并得到了迅速的發(fā)展。那么復合材料呢？第一章緒論1.1. 復合材料的定義和分類復合材料的定義基體材料和增強材料界面復合材料的分類 按形態(tài)分類按基體分類按材料作用分類其它1.1.1. 復合材料的定義關于復合材料的

3、定義人們說法不同。有人說“復合材料是由兩種或者兩種以上單一材料一些新性能的材料”，這種解釋雖容易的具有理解，但從科學的角度來看，尚不完善，也不夠確切。最具有說服力的定義是ISO（ernationalfor Standandization），即“復合anization材料是由兩種或者兩種以上物理和化學性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料?！被w材料和增強材料復合材料中存在兩種或者兩種以上的物理相，可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù) 的。其中連續(xù)的物理相稱之為基體材料，而不連續(xù)的物理相以獨立的形式分散在連續(xù)的基體中，即分散相。如果它對材料起到增強作用，則稱增強材料。輪胎現(xiàn)代增強材料也有連續(xù)的情況，例

4、如三維編織用于復合材料的增強材料。界面在復合材料的兩種組成部分中，即在基體和增強材料存在著一個界面，界面則對復合材料的性質(zhì)起到非常重要的作用。在復合材料中，起增強作用，承受大部分載荷。基體和通過界面連接在一起，基體將載荷經(jīng)界面?zhèn)鬟f給，不僅能夠充分發(fā)揮纖維的抗張性能優(yōu)異的特點，還能起到使載荷均勻分布和保護免遭外界損傷的作用。1.1.2. 復合材料的分類按材料作用分類功能復合材料特點：以功能性為主導，如電學、磁學、光學、熱學、放射等性能結構復合材料特點：具有良好的力學性能，用于建造和構造結構的材料短復合材料連續(xù)復合材料粒狀填充復合材料按增強材料的形態(tài)分類纏繞復合材料片狀填充復合材料編織復合材料高分

5、子CM金屬CM陶瓷CM同質(zhì)物質(zhì) CM按基體分類依據(jù)增強材料的種類，則可分玻璃碳 有機金屬陶瓷硼復合材料復合材料增強復合材料：Kevlar、復合材料（不銹鋼）復合材料氧化鋁、碳化硅、1.2. 復合材料的發(fā)展和應用2004年全世界復合材料產(chǎn)量為550萬噸，中國位居世界第二，為102萬噸。，到2010年中國復合材料產(chǎn)量將翻兩番，達到400多萬噸，從業(yè)將達到40多萬，需要大量次。公元前5000年，中東人用瀝青和蘆葦復合在一起用來造船公元前3000年前，印度人用蟲膠樹脂制作復合板我國在時代故宮的建造中所使用了粘合劑茅草和泥土的復合建造房子復合材料的發(fā)展有三個過程復合材料作為一門學科，作為一種新興的材料工

6、業(yè)，直到本世紀末40年代才出現(xiàn)。19401960 稱為第一代。Glass fibers 增強即和CFRP。玻璃鋼，同時出現(xiàn)了硼19601980 稱為第二代。出現(xiàn)了KFRP、SiC、Al2O3金屬增強增強。此間是先進復合材料的開發(fā)時期。復合材料的發(fā)展的三個過程19802000 是先進復合材料得到充分發(fā)展的時 期，稱為第三代。在航空航天各領域得到了迅速的發(fā)展，并在各個領域得到應用，同時出現(xiàn)了纖維增強金屬、納米材料作為分散相等復合材料。1.3. 復合材料的應用建筑工業(yè)上的應用交通業(yè)船舶和近海工程防腐工程電子/電氣工業(yè)航天航空和國防工業(yè)1.3復合材料的特點比強度和比模量高抗疲勞性好 減振能力好高溫性能

7、好破損安全性好性能的各向異性及可設計性強1.4復合材料的特點（1）比強度和比模量高比強度和比模量的定義比強度和比模量是指材料強度和模量與材料密度之比值.為什么高分子的比強度高，較小，注意如鋼、鉛、玻璃鋼、CF/環(huán)氧樹脂、kevlar、硼比強度和比模量越大，這種結構材料制成同樣強度構件的質(zhì)量越小， 這對航空航天工業(yè)有著特別重要的意義。如宇宙飛船的質(zhì)量減輕1kg，就可以使推送它的火箭減輕500kg的質(zhì)量。材料力學性能比較材 料密度/ g/cm3抗張強度/GPa彈性模量/GPa比強度比模量鋼7.81.012060.1326鋁2.80.46740.1726鈦4.50.941120.2125玻璃鋼2.0

8、1.04390.5220CFII/Epoxy1.451.471371.0295CFI /Epoxy1.61.052350.66147Kevlar/Epoxy1.41.37780.98562.11.342060.6498硼/Epoxy2.650.981960.3774硼/鋁1.4復合材料的特點（2）抗疲勞性好疲勞破壞：材料在交變載荷作用下，由于裂紋的形成和擴展而造成的低應力破壞。金屬材料：抗疲勞性差，沒有明顯的預兆的突發(fā)性破 壞。裂紋一旦達到臨界尺寸就突然斷裂，其疲勞強度極限是其抗張強度的3050。復合材料：其抗疲勞破壞是從的薄弱環(huán)節(jié)開始，逐步擴展到界面上，破壞前有明顯的前兆。1.4復合材料的特

9、點（3）減振能力好受力構件的自振頻率正比于比模量的平方根。因此，復合材料的比模量大，自振頻率高，在通常加載速度或頻率下不容易因而快速脆斷。同時，復合材料中的界面對振動產(chǎn)生的能量有 反射和吸收作用，故復合材料振動阻尼強。例如，在同樣條件下產(chǎn)生的振動，輕合金需9秒才停止，而碳復合材料只需23秒停下。（4）高溫性能好這一點是針對復合材料、陶瓷等材料而言的。而對有機是不適用的。如：PE、PA、PET250，PP250粘度0.138Pasr6090物的特點：耐熱老化性能良好；熱變形溫度160；收縮率小。HCCHOHCCHHCCHCCHCHCH3+OHC H3CCHHCCHC C OCHH甲基3，6橋內(nèi)次

10、甲基四氫甲基環(huán)戊二烯順丁烯二酸酐鄰苯二甲酸酐2.2.2.3. 咪唑類劑結晶性物質(zhì)、毒性小、熱穩(wěn)定性好、適用期長、后樹脂的熱變形溫度高等特點。代表：2乙基4甲基咪唑2.2.2.4. 潛伏性劑在室溫下較為穩(wěn)定，加熱后可反應過程以BF3NH3CH2CH3為例。BF 3 NH 3 CH 2 CH 3BF 3 脲常用的有 BF 3六氫脲BF 3二乙基苯胺 BF3NH3CH2CH3H+ BF3NHC2H5性狀：白色結晶物質(zhì)，Mp8689，對ER用量15，當反應溫度120時，較快。例如：150200后，熱變形溫度130160，伸長率13。但抗沖擊性差，BF3有一定的腐蝕作用。另外，雙胺,白色結晶粉末，Mp2

11、07，室溫可保持6個月，150以上。2.2.2.5. 樹脂類劑含有活性基團NH，CH2OH，SH，COOH，OH等低分子量高分子，如：酚醛樹脂、聚酰胺。 酚醛樹脂線性酚醛和熱固性酚醛均可。a酚羥基環(huán)氧基OHOOCH2CHCH2+ H2CCHCH2OHb酚醛樹脂中的羥甲基ER中的羥基和環(huán)氧基c酚醛樹脂中的羥甲基環(huán)氧基線性酚醛樹脂室溫下較穩(wěn)定，可與ER混合數(shù)月之久。150時也需幾小時，可加入芐基二甲基，以加快反應速率。熱固性酚醛樹脂與ER混溶性好，易成型加工，r4050，條件：160 / 5hCH2OH + H2CCHCH2CH2OCH2CHOOHCH2OH + HOCHCH2OCH+ H2O酚醛

12、ER聚酰胺聚酰胺中的胺基（NH）可與環(huán)氧基反應，r40200，沖擊性好等。胺基聚酰胺后樹脂的尺寸穩(wěn)定性和抗C O NH （ CH 2 ） 2 NH （ CH 2 ） 2 NH 2（ CH 2 ） 7CH CHCH （ CH 2 ） 7 C ONH （ CH 2 ） 2 NH （ CH 2 ） 2 NH 2CHCH CH 2 CHCH （ CH 2） 4Me CH （ CH 2 ） 5M e聚酰胺作為環(huán)氧樹脂-揮發(fā)性和毒性??；-與樹脂相容性好；-化學計量要求不嚴；劑的優(yōu)點：-對物有增韌效果，提高抗沖強度；-放熱效率低，適用期長。缺點：熱變形溫度較低，60左右。多元硫醇RSH + CH2CHCH2

13、RSCH2CHCH2OOH2.2.3. 其它輔助劑稀釋劑降低ER的粘度，改善ER對各種添加劑的浸潤性、滲透力以及增加性，改善樹脂體系的工藝性能等。非活性稀釋劑：不能與ER反應，純屬物理混合過程，加入量為515活性稀釋劑：在其分子結構中含有環(huán)氧基，能與劑反應，參與性。過程，有時可增加體系的韌增塑劑（增韌劑）提高產(chǎn)物的抗沖擊性，降低脆性，改善抗彎曲性能。酚醛樹脂（概述enolic resin）來源：酚醛樹脂通常是酚類和醛類的縮聚產(chǎn)物 苯酚，最為重要。特點：價格低廉、方便；耐燒蝕材料、耐熱性好等。酚醛樹脂的條件形成體型結構高聚物的條件：兩種雙官能度單體的官能度之和5,e.g.11，12，13, et

14、c.低分子化合物22線型高分子23, 24, 33，34，etc體型高分子酚醛樹脂的條件OHOH酚類: 苯酚與反應有2個鄰位和1個對位的 H 可參加反應，官能度為3。間位上的H和苯酚上的羥*CH3*基一般不參與反應。OH*3官能度：OHH3CCH3OH*2官能度：CH3醛類:有2個官能團，官能度2，如（使用最多，其它長鏈醛類較少使用）、乙醛、；CH3*反應路線：摩爾比1：1.5 （醛過量）811 堿性體型結構苯酚線型結構摩爾比1：0.8（酚過量）3,強酸性2.3.2. 熱固性酚醛樹脂樹脂生成a. 苯酚和間的加成反應生成單元酚醇與多元酚醇的混合物b. 羥甲基酚與苯酚間的反應（縮合）C.羥甲基酚間

15、的反應（先成醚，再溢出）OHCH2OHCH2OH+ *OHHOCH2OH*CH OH2CH2OHCH2OH凝膠點的控制體型聚合中存在凝膠點，即凝膠化開始時的臨界反應程度Pc。PPc時產(chǎn)生交聯(lián)，不熔、不溶，在熱固性酚醛樹脂過程中要控制反應程度P苯酐（mole）：會使最終樹脂的凝膠時間縮短，折射率和粘度降低，同時，點提高，耐溶劑和化學藥品性能較好樹脂的軟化若順酐2000；手寫，不得電腦打印， 腦打印；上交時間；圖形可考慮電作為平時成績，連同考勤；不得。第三章增強及其表面處理內(nèi)容提要概述3.13.23.33.43.53.6玻璃碳及其表面處理芳香族聚酰胺聚芳酯（芳香族聚酯）HSPE及其表面處理3.1

16、概述：在CM中，材料的力學性能（強度和模量等）主要由增強材料決定的，因此，對增強材料的要求比較高，通常使用高性能。高性能?一般指:強度17.6CN/dtex，模量440CN/dtex 的P PTA 全芳香族 聚 酰 胺M P IA 剛 性 鏈全芳香族 聚 酯芳雜 環(huán)類 P BO 有機 P BI H S PE P VA P AN 柔 性 鏈GF無機CFAl3O3此外，還有金屬一些常見的力學性能比較種類強度(Gpa)模量(Gpa)密度（g/cm3)MP（）GF：EGF3.45722.541316SGF4.82852.491650CF: Pyrofil1.9-3.5300-5001.8PPTA2.8

17、1321.44550(d)聚芳酯4.1691.4380PBO5.52801.58600(d)PI2.81501.3500HSPE3.41600.98140鋁0.6712.68660鋼2.82007.811621一些常見的力學性能比較名稱密度g/cm2拉伸強度GPa拉伸模量GPa斷裂伸長率%LOICF-T7001.803.53-4.9230-3001.5-2.1-Kevlar-491.452.91242.829Technora/JP/PPTA1.393.4854.525Rusar Russa/PPTA1.435.0140342PBO1.594.8211-UHMWPE0.983.4168-1.45

18、3.1-5.1280-340-40PI表面處理表面處理的目的改進與基體之間的界面結構，改善兩者的復合性能。表面處理方法物理方法：偶聯(lián)劑；化學方法：表面化學反應、plasma等離子體。玻璃3.23.2.1. GF的 基本及分類玻璃主要由SiO2四面體、Al2O3三面體或硼氧（B2O3）三面體相互連成不規(guī)則三維網(wǎng)絡結構。網(wǎng)絡空間由Na、K、Ca、Mg等金屬陽離子所填充。 以SiO2為主的稱硅酸鹽玻璃；以B2O3為主的稱硼酸鹽玻璃。玻璃中的Na2O、K2O等堿性氧化物為熔融氧化物，它可以降低玻璃的融化溫度和粘度。主要通過破壞玻璃的骨架體疏松達到助熔的目的。因此Na2O、K2O的含量越高，GF的強度、

19、電絕緣性能和化學穩(wěn)定性都會相應的降低。加入CaO、Al2O3能在一定條件下玻璃網(wǎng)絡的一部分，改善玻璃的條件性質(zhì)和工藝性能。用CaO取代SiO2可降低拉伸溫度，SiO2可提高耐水性。因此可以按照堿金屬氧化物的含量來對GF分類。分類按照堿金屬氧化物的含量無堿玻璃左右中堿玻璃特種玻璃（EGF）：國內(nèi)0.5%，國外為1：11.512.5%（SGF）：由純鎂、鉛、硅三元組成的高強GF。3.2.2. GF的性質(zhì)物理性質(zhì)密度為2.5-3g/cm3電絕緣性與其中堿金屬的含量有關；耐熱性：軟化點為550580；石英和硅氧玻璃的耐熱性可達2000?；瘜W性質(zhì)有影響的化學試劑HF、NaOH、濃磷酸。 機械性質(zhì)注：MG

20、F為 加入BeO，MgO（高彈性能）注：從玻璃塊和EGF可以看出，玻璃加工成后，其強度提高了2050倍。強度 (GPa）模量 (GPa）棉花0.3-0.710-12羊毛0.1-0.30.6玻璃塊0.02-0.12EGF3.572鋁合金42-46密度(g/cm3)強度（GPa）模量 (GPa）EGF2.543.572SGF2.444.787MGF2.893.71183.2.3. 玻璃的生成流程3.2.4. GF的表面處理 浸潤劑浸潤劑的作用使單絲集中成股；增加原紗的耐磨性和提高拉伸保護；保護免受大氣和水分的侵蝕作用。紡織型浸潤劑為了滿足紡織工序的要求。主要成分：石蠟和油劑，影響GF與樹脂的粘結。

21、因 此，在做CM時，必須進行表面處理。增強型浸潤劑在一定粘度上能滿足拉絲工藝要求，而且對樹脂粘結影響不大。因此，在做CM時，不必除去。和GF表面處理的意義玻璃鋼的性能不僅與所使用的增強材料、基體樹脂有關，而且很大程度上還與增強材料和壞有關。的界面結合好表面處理就是在GF表面被覆一種叫表面活性劑的特殊物質(zhì)，使GF與基體樹脂牢固的粘結在一起，以達到提高玻璃鋼性能的目的。這種表面活性劑又稱作“偶聯(lián)劑”或“架橋劑”。GF及織物經(jīng)過適當?shù)谋砻嫣幚砗?，不僅改進了玻璃的耐磨、防水、電磁絕緣等性能，而且對玻璃鋼的強度，特 別是濕態(tài)下的強度提高有顯著效果。表面處理劑（偶聯(lián)劑）偶聯(lián)劑是一種含有兩部分性質(zhì)不同的基團

22、的化合物。其中一種官能團能很好的與GF表面結合（一 般是物理吸附）；另一種官能團能很好的與基體樹脂結合（可以是物理的，也可以是化學的，如共聚等）。合起來，形成一個的整體。幾種常見的GF偶聯(lián)劑 有機鉻：最有名的稱“甲基丙烯酸氯化鉻絡合物（Volan）”。適應樹脂：酚醛、聚酯、環(huán)氧、PE、PMMA等。CH3OCrCl2HCCOOCrCl2CH3有機硅處理劑通式：RnSiX4-n式中R含有與基體樹脂作用形成化學鍵的活性基團，如：X易于水解的基團，水解后易與玻璃作用，n1，2，3（1最常見）如：CH2=CH-Si-(OC2H5)3 H2N-(CH2)3-Si-(OC2H5)3有機鈦酸酯HCCH2CCH

23、2NH2SH HOGF表面處理方法后處理法在制作玻璃鋼前，先將GF表面的紡織型浸潤劑去除后再浸處理劑溶液。特點：投資大，工藝復雜。前處理法在拉絲過程中的浸潤劑中加入GF的表面處理劑，即增強型浸潤劑。特點：工藝簡單，不浪費。遷移法將化學處理劑直接加入到樹脂膠液中。在浸膠時，處理劑就“遷移”到GF表面。3.3. 碳及其表面處理3.3.1.概述CF是指化學組成中碳元素占總質(zhì)量90以上的。它是有機在惰性氣體中經(jīng)高溫碳化而成的狀的碳化物。其典型的特點是：比強度、比模量高。生產(chǎn)和應用情況1996年，全世界CF的總產(chǎn)量是17000t，其中PANCF占85，其余為瀝青基。最初CF主要應用在宇航、軍事方面，主要

24、在用作結構 材料。因為它除了具有比強度（是鋼和鋁合金的3倍）和比模量（是鋼和鋁合金的5倍）較高外，還具有耐磨性、耐熱沖擊、耐燒蝕等優(yōu)越性能，從而提高了中率。的突防能力和命主要原因：價格限制了它的應用。目前在運動器材、汽車零大量使用。、民用飛機上也開始了CF的分類10002000范圍內(nèi)碳化得到的2300以上范圍內(nèi)碳化得到的稱為CF。稱為石磨（含碳量98，有金屬光澤、導電性好、結構類似石磨、雜質(zhì)極少）。按性能分（力學性能）HS CF強UHS CFHM、 MM 中模GP 通用型 TS（強度）1.4GPaM（模量）143：折疊鏈片晶，重排為拉伸鏈片晶。3.6.3. HSPE基本性質(zhì)1力學性能27/dt

25、ex，伸長：36密度：0.97，比強度和比模量大柔性較好，Kevlar、CF，則較差。良好的耐沖擊性能對高速沖擊造成的能量吸收較快耐化學腐蝕性強酸、強堿中較安全4熱性能1343.6.4. 表面處理全部由亞甲基組成，無任何極性基團，因此界面粘合差。1、等離子體處理是常用的方法He、Ar、H2、N2、CO2，NH3。用O2等離子體處理以后，深度可達30nm，并引入了羧基和碳基，但等離子體處理不宜太深，否則會損失力學性能。法將少量的乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）混2、另入PE紡絲液中。紡制成含有EVA的HSPE面粘合性好。，它與環(huán)氧樹脂界HSPE的主要用途ropesleisure/ sportsnet

26、sballisticsvarious第四章復合材料成型方法內(nèi)容概要概述4.14.24.3手糊成型模壓成型工藝4.1. 概述4.1.1. 復合材料成型方法國外在CM生產(chǎn)中的比例我國80-90%手糊成型法噴射成型法模壓成型法 注射成型法真空袋壓法22.1%9.1%42.3%需要提高連續(xù)纏繞技術基本無7.2%拉擠成型4.1.2. 選擇成型工藝方法的原則生產(chǎn)復合材料制品的特點是材料生產(chǎn)和產(chǎn)品成型同時完成，因此在選擇成型方法時，必須同時滿足材料性能、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益等多種的基本要求，一般遵循以下幾點： 產(chǎn)品的外形構造和尺寸大小，有的工藝方法對尺寸有要求，如注射成型有要求，而手糊成型沒有要求； 材料性能

27、和產(chǎn)品質(zhì)量要求，如材料的物化性能、產(chǎn)品的 強度及表面粗糙度（光潔度）要求等； 生產(chǎn)批量大小及供應時間（允許的生產(chǎn)周期），批量有區(qū)別； 企業(yè)有可能提供的設備條件及 綜合經(jīng)濟效益，保證企業(yè)效益。；舉 例：a. 生產(chǎn)批量大、數(shù)量多及外形復雜的小產(chǎn)品模壓成型；e.g. 機械器件、電子器材等。b造型簡單的大尺寸制品，批量小手糊成型、噴射成型；e.g. 浴盆、汽車型儲槽等。、胎體外殼、大c壓力管道及容器纏繞工藝；d板材及成型制品連續(xù)成型工藝。4.1.3. 預浸料及其制造方法預浸料（Prepregs）：樹脂，經(jīng)一定處理后或織物預先浸漬備用的半成品。只需裁剪后，經(jīng)一定成型工藝加工成所需要的制品?？煞譃閱蜗囝A浸

28、料和織物預浸料。單向預浸料（無紡布）對織物也可采用這種方法，另外濕法干法（熔融的樹脂直接浸附在上）。光檢測系統(tǒng)a噴絲架 平鋪OO OOO OOOc干燥箱去處水份或溶劑 d壓實 去除空氣e脫模紙f預浸料b樹脂浸漬槽OOOO短增強CM預浸料注意：問題冷凍保存（冰箱中）長時間 加入填料 加入樹脂 (填料)卷裝預浸料傳輸帶 短壓輥連續(xù)或切刀薄膜樹脂（或加填料）4.2. 手糊成型手糊成型是用增強材料和樹脂膠液在模具上鋪敷成型，室溫（或加熱）、無壓（或低壓）條件下制品的工藝方法。，脫模成工藝流程樹脂膠液增強材料準備模具準備涂脫模劑手糊成型脫模后處理檢驗制品模具的準備：模具光澤度要高，對制品的表面光澤度有影

29、響。脫模劑應具備的條件：不腐蝕模具，不影響樹脂成模時間短，成模均勻光滑，對樹脂粘附力小操作簡便，使用安全，價格便宜脫模劑的使用溫度應高于溫度薄膜型脫模劑：聚酯薄膜、PVA、玻璃紙等；混合溶劑型脫模劑：PVA（低分子量）、水、蠟型脫模劑。溶液4.2.3樹脂溶液（聚合物基體的選擇） 選擇手糊成型用樹脂基體應滿足的要求：能在室溫下；能成粘度適當?shù)娜芤?；無毒或低毒；價格便宜。不飽和樹脂80；其次環(huán)氧樹脂； PI高性能樹脂。 膠液配方不飽和聚酯樹脂：劑：PBO 60130；促進劑( 活化劑):使室溫，如 萘鈉鈷、環(huán)烷酸鈷；填料：e.g. 二氧化硅、碳酸鈣、滑石粉、石墨等。降低成本，改善性能。環(huán)氧樹脂：劑

30、（胺類）；稀釋劑；填料；色料。 膠液的配制：兩個：粘度，加稀釋劑調(diào)節(jié)，=0.2 0.5 Pas粘膠時間：在一定溫度下，由劑、促進劑、或劑來決定。（要求指標必須手糊作業(yè)完成后應控制，事先做凝膠測試）凝膠過短：粘度增加，增強材料不能被，作業(yè)難以完成。過長：增長了生產(chǎn)周期，導致膠液流失、交聯(lián)劑揮發(fā)、局部貧膠或不能完全。凝膠時間可通過合理的膠液配方來調(diào)節(jié)：不飽和樹脂：環(huán)氧樹脂：劑、促進劑劑配制時，先將樹脂（除劑外）及其他成分先調(diào)均勻，施工前加入劑，均勻后馬上使用。4.2.4增強材料表面處理: GF、CF、Kevlar、布，應注意：方向性，0/45/90角，徑向和受力方向一致；同一鋪層需要拼接。4.2.

31、5糊制 表面層：制品表面需要特制的面層，稱表面層（俗稱膠衣層）。樹脂含量高，又稱高樹脂層。作用：表面制品不僅美化制品，而且可保護制品不受周 圍介質(zhì)的侵蝕，提高CM的耐蝕性，具有延長制品使用壽命的功能。 膠衣層全部凝膠后，開始手糊作業(yè)； 玻璃布鋪層，鋪層注意拼接縫。 糊制完成后，最外層覆蓋玻璃紙，氧氣是不飽和樹脂的阻聚劑。4.2.6室溫：溫度15，濕度80粘度：要有適當?shù)膽行阅?。周期，才能發(fā)揮玻璃鋼制品的4.2.7.脫模注意時機，24小時后可脫模，但仍要放置一周以上。4.2.8后處理有的需加熱后處理：作用：使制品充分生產(chǎn)效率。環(huán)氧：150以內(nèi)，提高性能，縮短生產(chǎn)周期，提高不飽和聚酯：50804

32、.2.9手糊成型的特點優(yōu)點： 不受產(chǎn)品尺寸和性狀的限制，適應尺寸大、批量小、性狀復雜的產(chǎn)品； 設備簡單，投資少，設備折舊費低； 工藝簡單； 易于滿足產(chǎn)品設計要求，可以在產(chǎn)品不同部位任意增補增強材料； 制品樹脂含量高，耐腐蝕性好。缺點： 生產(chǎn)效率低，勞動強度大，勞動衛(wèi)生條件差； 產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高； 產(chǎn)品力學性能相對較低。4.3. 模壓成型工藝模壓成型：將一定量的模壓料（又稱預混料）放入金屬對模中，在一定溫度和壓力作用下，使模壓料塑化，充滿模腔，并成型而得到制品的法。4.3.1.概述在模壓料充滿模腔的過程中，樹脂，增強材料也隨之，所以成型壓力高，屬高壓成型。模壓過程中模壓料的變化：

33、物料外觀發(fā)生變化；結構和性能也發(fā)生了質(zhì)的變化。但增強材料基本保持不變，發(fā)生變化的主要是樹脂。隨溫度的變化，模壓成型制品發(fā)生的變化： 模壓料（加熱到一定溫度時）樹脂受熱融化成粘流狀態(tài)，在壓力作用下粘裹一道，直至填滿模腔（稱為Resin的階段）；（繼續(xù)升溫）模壓料發(fā)生化學交聯(lián)，分子量增大； 溫度再次升壓料交聯(lián)反應繼續(xù)進行，最后失去流動性，樹脂不熔不溶的體型結構，也稱“階段”注意：各階段連續(xù)出現(xiàn)，無明顯界限，且發(fā)應是不可逆的。4.3.2. 模壓成型工藝特點：壓力高，屬高壓成型；對模具要求高高強度、高精度、耐高溫金屬； 生產(chǎn)效率高，制品尺寸精確度高，表面光潔，對結構復雜的制品可一次成型，無需二次加工。

34、制品外觀及尺寸的重復性好，易實現(xiàn)機械化和自動化等特點；缺點：模具設計制造復雜；投資大（壓力模具）；制品尺寸受設備限制（適應中小尺寸CM制品）4.3.3. 模壓料模壓料由三部分組成：短增強材料；樹脂基體；輔助材料 原料 短增強材料：GF、高硅氧、CF、尼龍或兩個組分以上；樹脂基體：酚醛樹脂；環(huán)氧樹脂輔助材料：為了使模壓料具有良好的工藝性能和滿足制品的特殊性能要求。如：改善性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、耐化學腐蝕性等。工藝流程樹脂調(diào)配切割撕松烘干GF熱處理混合模壓料（干燥）均勻混合裝入袋中封閉，待用將捏團的物料進行蓬松，便于涼干和烘燒 模壓料的工藝性及其影響a.性：確定模壓工藝條件時充分注意模壓料的性性

35、好：則可選擇較低的成型溫度和壓力，也比較容易壓制復雜的CM性差：則可選擇較高的成型溫度和壓力，不易壓制復雜的CM。對于熱塑性樹脂：溫度越高，性越差，可逆的對于熱固性樹脂： 加熱：一方面，使物料性下降，在壓力作用下，產(chǎn)生，并充滿模腔；另一方面，易使活性產(chǎn)生交聯(lián)，性增加。 加壓：一方面，物料剪切變形，大分子部分取向及觸變效應， 下降；另一方面，增加活性分子間的碰撞機會，交聯(lián)反應加速，性增加。交聯(lián)反應是放熱反應，系統(tǒng)溫度的升高加速了交聯(lián)反應的固性化過程，從而使性增加。b. 收縮性：模壓制品從模具中脫出了尺寸減小的模壓料的特性。產(chǎn)生收縮的原因：熱收縮: 模壓制品的線膨脹系數(shù)比模具材料（金屬）大，所以脫

36、模冷卻后，收縮率大于模具收縮率，使所得CM制品15，濕度80粘度：要有適當?shù)膽行阅?。周期，才能發(fā)揮玻璃鋼制品的4.2.7.脫模注意時機，24小時后可脫模，但仍要放置一周以上。4.2.8后處理有的需加熱后處理：作用：使制品充分 生產(chǎn)效率。環(huán)氧：150以內(nèi)，提高性能，縮短生產(chǎn)周期，提高不飽和聚酯：50804.2.9手糊成型的特點優(yōu)點： 不受產(chǎn)品尺寸和性狀的限制，適應尺寸大、批量小、性狀復雜的產(chǎn)品； 設備簡單，投資少，設備折舊費低； 工藝簡單； 易于滿足產(chǎn)品設計要求，可以在產(chǎn)品不同部位任意增補增強材料； 制品樹脂含量高，耐腐蝕性好。缺點： 生產(chǎn)效率低，勞動強度大，勞動衛(wèi)生條件差； 產(chǎn)品質(zhì)量不易控制

37、，性能穩(wěn)定性不高； 產(chǎn)品力學性能相對較低。4.3. 模壓成型工藝模壓成型：將一定量的模壓料（又稱預混料）放入金屬對模中，在一定溫度和壓力作用下，使模壓料塑化，充滿模腔，并成型而得到制品的法。4.3.1.概述在模壓料充滿模腔的過程中，樹脂，增強材料也隨之，所以成型壓力高，屬高壓成型。模壓過程中模壓料的變化：物料外觀發(fā)生變化；結構和性能也發(fā)生了質(zhì)的變化。但增強材料基本保持不變，發(fā)生變化的主要是樹脂。隨溫度的變化，模壓成型制品發(fā)生的變化： 模壓料（加熱到一定溫度時）樹脂受熱融化成粘流狀態(tài)，在壓力作用下粘裹一道，直至填滿模腔（稱為Resin的階段）；（繼續(xù)升溫）模壓料發(fā)生化學交聯(lián)，分子量增大； 溫度再

38、次升壓料交聯(lián)反應繼續(xù)進行，最后失去流動性，樹脂不熔不溶的體型結構，也稱“階段”注意：各階段連續(xù)出現(xiàn)，無明顯界限，且發(fā)應是不可逆的。4.3.2. 模壓成型工藝特點：壓力高，屬高壓成型；對模具要求高高強度、高精度、耐高溫金屬； 生產(chǎn)效率高，制品尺寸精確度高，表面光潔，對結構復雜的制品可一次成型，無需二次加工。制品外觀及尺寸的重復性好，易實現(xiàn)機械化和自動化等特點；缺點：模具設計制造復雜；投資大（壓力模具）；制品尺寸受設備限制（適應中小尺寸CM制品）4.3.3. 模壓料模壓料由三部分組成：短增強材料；樹脂基體；輔助材料 原料 短增強材料：GF、高硅氧、CF、尼龍或兩個組分以上；樹脂基體：酚醛樹脂；環(huán)氧

39、樹脂輔助材料：為了使模壓料具有良好的工藝性能和滿足制品的特殊性能要求。如：改善性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、耐化學腐蝕性等。工藝流程樹脂調(diào)配切割撕松烘干GF熱處理混合模壓料（干燥）均勻混合裝入袋中封閉，待用將捏團的物料進行蓬松，便于涼干和烘燒 模壓料的工藝性及其影響a.性：確定模壓工藝條件時充分注意模壓料的性性好：則可選擇較低的成型溫度和壓力，也比較容易壓制復雜的CM性差：則可選擇較高的成型溫度和壓力，不易壓制復雜的CM。對于熱塑性樹脂：溫度越高，性越差，可逆的對于熱固性樹脂： 加熱：一方面，使物料性下降，在壓力作用下，產(chǎn)生，并充滿模腔；另一方面，易使活性產(chǎn)生交聯(lián)，性增加。 加壓：一方面，物料剪切變

40、形，大分子部分取向及觸變效應， 下降；另一方面，增加活性分子間的碰撞機會，交聯(lián)反應加速，性增加。交聯(lián)反應是放熱反應，系統(tǒng)溫度的升高加速了交聯(lián)反應的固性化過程，從而使性增加。b. 收縮性：模壓制品從模具中脫出了尺寸減小的模壓料的特性。產(chǎn)生收縮的原因：熱收縮: 模壓制品的線膨脹系數(shù)比模具材料（金屬）大，所以脫模冷卻后，收縮率大于模具收縮率，使所得CM制品模具尺寸；影響結構收縮: 原材料特性模具結構和制品形狀成型工藝條件。過程聯(lián)反應使體積收縮。壓縮比：用來表征壓縮性。壓縮比模壓料的比容/制品的比容。 比容1/主要取決于模壓料的特性和成型工藝過程。4.3.4. 模壓工藝工藝流程模具預熱脫模劑涂刷裝模壓

41、制脫模料的稱量料預熱預成型后處理檢驗成品 模壓料預熱和預成型預熱：壓制前對模壓料預先加熱處理。目的：是為了改善模壓料的工藝性能；如增加性，便于裝模和降低制品的收縮率，同時提 時間，降低成型壓力。壓料溫度，縮短預成型：將模壓料在室溫下預先壓成與制品相似的性狀， 然后再壓制。預成型操作可縮短成型周期，提高生產(chǎn)率及制品的性能。 裝料量的計算為確保制品的尺寸，需要精確化學裝料量很難。需預先進行粗略的計算，然后經(jīng)幾次試壓找出準確的裝料量。裝料量模壓制品的密度制品的體積（模壓料）V（制品）35的損耗（揮發(fā)物、毛刺） 模壓工藝參數(shù)物料宏觀上歷程：粘流、凝膠、硬固； 微觀上變成了網(wǎng)狀體型結構。a.溫度：主要作

42、用：促進樹脂塑化（增加樹脂分子熱運動、降低粘度）和裝模溫度：物料放入模腔時模具的溫度。主要取決于模壓料的品種和質(zhì)量指標。模壓料揮發(fā)物含量高，不溶性樹脂含量低時，溫度就稍低注意：在此溫度下，應有利于趕出低分子物和使物料易于 脂不致發(fā)生明顯的化學變化。升溫速率： 快速模壓工藝，無此問題；，且樹慢速模壓工藝， 過快，不均勻，易產(chǎn)生內(nèi)壓力過慢，生產(chǎn)速率低。壓溫度（過高過低都不好）最過高：樹脂反應速度過快，物料能充滿模腔，易產(chǎn)生內(nèi)壓力；過低：不能完全性變差，局部，物料不壓力作用：克服模壓料的內(nèi)摩擦及物料和模腔的外摩擦，使 物料充滿模腔；b.克服物料揮發(fā)物（如：溶劑、水、及劑產(chǎn)物）的抵抗力及壓緊制品以保證精確的形狀和尺寸。主要取決于兩個：模壓料的種類及質(zhì)量指標；制品結構、形狀、尺寸。時間：除升溫速率與時間有關外，還有保溫時間。-保溫時間：指在成型壓力和模壓溫度下保溫的時間。作用是使制品主要取決于：模壓料完全和消除內(nèi)應力。反應的時間；不穩(wěn)定導熱時間。后處理（又稱后處理）：制品脫模后放在烘箱中加熱處理。目的：提高