纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺
(完整word版)玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备
综合实验研究玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备院系:航空航天工程学部专业:高分子材料与工程专业指导教师:于祺学生姓名:王娜目录第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料2.1实验原料2.1.1环氧树脂2.1.2玻璃纤维2.1.3咪唑固化剂2.1.4活性稀释剂2.2手糊成型简介2.4实验部分2.4.1实验仪器2.4.2实验步骤第3章力学性能测试3.1剪切强度3.2弯曲强度3.3实验数据的分析3.3.1 浸胶的用量及均匀度3.3.2 固化时间与温度的影响3.3.3 活性稀释剂的用量第4章结论与展望4.1结论与展望参考文献第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。
EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。
且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。
目前美,日,西欧的水平较高,北美,欧洲,日本的产量分别占33%,32%,30%。
毋庸置疑,EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻,高强度等优于金属的特性,会在某些领域更广泛的使用,目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。
目前主要的成型方法有手糊成型,缠绕成型,热压管成型,RTM成型,拉挤成型。
1.2 本次试验的目的及方法实验由学生自行设计采用一种固化体系,用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料,再测量材料的力学性能如,弯曲,剪切。
目的在于1,了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。
2,掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。
3,对手糊成型操作了解,及查找文献完成论文的能力。
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用
碳纤维缠绕复合材料成型工艺
碳纤维缠绕复合材料的制备过程主要包括纤维铺放、树脂浸润和热处理等环 节。下面分别介绍这些步骤及其对材料性能的影响。
1、纤维铺放:此步骤是碳纤维缠绕复合材料制备的关键环节之一。纤维的 排列方向、密度和厚度等因素都会影响最终产品的性能。铺放过程中需采用专门 的设备和工艺,确保纤维分布的准确性和稳定性。
引言:碳纤维增强环氧树脂复合材料是一种具有优异性能的材料,因其具有 高强度、高韧性、耐腐蚀、轻质等优点而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育 器材等领域。随着科技的发展,对于这种复合材料的研究和应用也越来越广泛。 液体成型是一种常见的复合材料制造工艺,具有成本低、效率高等优点,因此, 研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型工艺及其性能具有重要意义。
在航天领域,碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于火箭箭体、卫星平台等关 键部位。其轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它在航天领域具有广泛的应用前景。
在汽车领域,碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于汽车车身、底盘等部位。 其高强度、耐腐蚀和轻质等优点可以提高汽车的性能和舒适性,同时也可以提高 汽车的安全性。
四、结论
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺主要包括以下步骤: 1、纤维浸润:将碳纤维或其它纤维浸入环氧树脂中,使其充分浸润。
2、固化:在一定的温度和压力下,环氧树脂发生固化反应,形成固态复合 材料。
3、后处理:对固化后的复合材料进行切割、打磨、钻孔等后处理,以满足 不同应用场景的需求。
3、后处理:对固化后的复合材 料进行切割、打磨、钻孔等后处 理
三、碳纤维树脂基复合材料的应 用研究进展
碳纤维树脂基复合材料在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。近年来, 随着技术的不断发展,其在这些领域的应用研究也取得了显著的进展。
复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂
复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂引言:玻璃纤维增强环氧树脂是一种常见的复合材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成。
它在航空航天、汽车工程、建筑等领域具有广泛的应用。
本文将介绍玻璃纤维增强环氧树脂的制备方法、性能特点以及应用领域。
一、制备方法:玻璃纤维增强环氧树脂的制备主要包括以下几个步骤:1.玻璃纤维预处理:将原始玻璃纤维进行处理,去除杂质和表面粘结剂,使其表面更容易与环氧树脂结合。
2.玻璃纤维浸渍:将经过预处理的玻璃纤维浸入环氧树脂中,使其充分浸渍,以增强纤维与环氧树脂的结合强度。
3.复合材料成型:将浸渍了环氧树脂的玻璃纤维进行成型,可以采用压模、注塑、纺丝等方法。
4.固化处理:通过加热或添加固化剂等方式使环氧树脂发生固化反应,从而形成坚固的复合材料。
二、性能特点:玻璃纤维增强环氧树脂具有以下几个性能特点:1.高强度:玻璃纤维的强度高,能够有效增强复合材料的强度,增加材料的承载能力。
2.轻质:相比于金属材料,玻璃纤维增强环氧树脂具有较低的密度,使得制品更加轻巧,有助于提高机械设备的工作效率。
3.耐腐蚀性:玻璃纤维增强环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能,可以在潮湿、酸碱等恶劣环境中长期使用。
4.耐热性:环氧树脂的耐热性较好,可以在一定范围内承受高温环境。
5.绝缘性:由于环氧树脂具有良好的绝缘性能,玻璃纤维增强环氧树脂常被用作绝缘材料。
三、应用领域:玻璃纤维增强环氧树脂具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1.航空航天领域:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造航空器的机身、翼面、尾翼等部件,其轻质高强的特点可以提高航空器的飞行性能。
2.汽车工程:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于汽车车身、座椅等部件的制造,其高强度和轻质特点可以提高汽车的安全性和节能性。
3.建筑领域:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于建筑结构的加固和修复,如桥梁、楼梯等,其耐腐蚀性和耐久性可以延长结构的使用寿命。
4.电子工程:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造电子产品的外壳、底座等部件,其绝缘性能可以保护电子元器件的安全运行。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GF/EP)是一种具有较高强度和刚度的复合材料,具有广泛的应用领域,如航空航天、汽车、建筑等。
本文旨在研究GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
首先,我们需要介绍GF/EP复合材料的制备方法。
一般来说,GF与EP树脂通过浸渍,层叠和固化的过程制备成复合材料。
在浸渍过程中,将玻璃纤维预先浸泡在环氧树脂中,使其充分浸润纤维,然后将多层的浸渍玻璃纤维叠加在一起,形成预定形状的复合材料。
最后,通过热固化或辐射固化使复合材料固化。
接下来,我们将研究GF/EP复合材料的拉伸性能。
拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中的最大承载能力,而拉伸模量是指材料在拉伸过程中的刚度。
通过拉伸试验可以获得拉伸曲线,通过分析拉伸曲线可以计算出拉伸强度和拉伸模量。
然后,我们将研究GF/EP复合材料的弯曲性能。
弯曲性能主要包括弯曲强度和弯曲模量。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中的最大承载能力,而弯曲模量是指材料在弯曲过程中的刚度。
通过弯曲试验可以获得弯曲曲线,通过分析弯曲曲线可以计算出弯曲强度和弯曲模量。
最后,我们将研究GF/EP复合材料的冲击性能。
冲击性能主要包括冲击强度和冲击韧性。
冲击强度是指材料在冲击过程中吸收的最大能量,而冲击韧性是指材料在冲击过程中的延展性能。
通过冲击试验可以获得冲击曲线,通过分析冲击曲线可以计算出冲击强度和冲击韧性。
通过以上研究,可以得出GF/EP复合材料的力学性能。
这些性能可以与其他材料进行比较,评估复合材料的优势。
此外,还可以通过改变制备工艺或改变纤维含量等方式来改善复合材料的力学性能。
综上所述,本文研究了GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
通过对这些性能的研究,可以评估复合材料的性能,并为进一步提高复合材料的性能提供参考。
碳纤维与环氧树脂制成复合材料的工艺流程
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它具有重量轻、强度高、抗腐蚀、耐疲劳等优点,因此备受青睐。
下面将详细介绍。
第一步。
选材准备。
制作碳纤维与环氧树脂复合材料首先要准备好碳纤维基布和环氧树脂。
碳纤维基布是以碳纤维为原料经过编织或无纺工艺而成,可以根据需要选择不同的编织方式和纤维数量。
碳纤维增强环氧树脂复合材料性与结构的研究
碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究摘要:本文研究了E-44双酚A型环氧树脂固化体系的反应特性,以低分子聚酰胺树脂为固化剂,采用手糊成型螺栓加压工艺制备了复合材料,并以沥青基碳纤维为增强材料,研究了复合材料的常温力学性能、水煮后力学性能和固化过程的热分析,并对其拉伸断面进行了分析。
研究结果得出:E-44树脂基体粘度低、韧性好且适用期长,适合于手糊成型,缠绕成型等低成本的制造工艺,因此制得的EP/CF复合材料具有优良的力学性能;该复合材料也具有良好的界面粘接性(树脂对纤维的浸润性良好)、较低的空隙率且碳纤维分布均匀。
关键Carbon fibre reinforced epoxy resin composite materialproperties and structure of the researchAbstract: This paper studies the E-44 bisphenol A type epoxy resin curing system response characteristics, with low molecular polyamide resin as curing agent, the pressure molding paste hand bolt for the composite technology was studied, and the carbon fiber with asphalt to strengthen materials, the mechanical properties of the composite materials under normal temperature, boiled after the mechanical properties and the solidification process of thermal analysis, and the tensile section is analyzed. We can get this conclusions:E-44 resin matrix low viscosity, good toughness penguins applicable periods long, suitable for molding paste hand around the molding, the low cost manufacturing process, thus made EP/CF composite material with excellent mechanical properties; The composite material also has a good interface bonding sex (of the fibers infiltrating the resin good), low air void and carbon fiber distribution even.Keywords: epoxy resins; Carbon fiber; Composite materials; Mechanical propertie.目录1 前言 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 复合材料定义 (1)1.1.2 EP/CF复合材料的应用 (1)1.2 双酚A型环氧树脂 (2)1.2.1 双酚A型环氧树脂的定义 (2)1.2.2 双酚A型环氧树脂的固化原理 (3)1.2.3 双酚A型环氧树脂的结构 (3)1.3 环氧树脂固化剂 (4)1.3.1 环氧树脂固化剂的定义 (4)1.3.2 环氧树脂固化剂分类 (4)1.3.3 环氧树脂固化剂发展趋势 (6)1.3.4低分子聚酰胺树脂(型号650) (7)1.4碳纤维 (8)1.4.1 碳纤维概述 (8)1.4.2 碳纤维的性能 (9)1.4.3 碳纤维的处理 (11)1.5 环氧树脂/碳纤维的增强机理 (13)1.6 选题的目的与研究意义 (13)2 实验部分 (15)2.1 主要实验原料及试剂 (15)2.2 实验原料的配比 (15)2.3 主要实验设备 (15)2.4 实验流程 (16)2.4.1 实验流程图 (16)2.4. 碳纤维处理 (18)2.4.3 环氧树脂/碳纤维复合材料的制备 (18)2.5 性能测试 (19)2.5.1 力学性能测试 (19)2.5.2 固化过程的热分析 (19)2.5.3 E-44环氧树脂固化过程的温度变化的研究 (19)2..4 碳纤维增强环氧树脂复合材料的微观结构的观察 (19)3 结果与讨论 (20)3.1 常温下处理的碳纤维增强复合材料的力学性能 (20)3.2 水煮后碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能 (21)3.3 碳纤维处理时间的不同对复合材料的力学性能的影响 (22)3.4 力学性能的对比 (27)3.4.1 常温下复合材料的力学性能 (27)3.4.2 水煮后复合材料的力学性能 (27)3.5 固化过程的热分析 (27)3.6 E-44环氧树脂固化过程的温度升高研究 (28)3.7 碳纤维增强复合材料的断面的显微结构 (29)4 结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1前言1.1 课题背景1.1.1 复合材料定义复合材料,是指把两种以上宏观上不同的材料,合理地进行复合而制得的一种材料,目的是通过复合材料来提高单一材料所不能发挥的各种特性。
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺
环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料是CF增强复合材料的一个重要分支。
近年来,随着人们对EP/CF复合材料认识的不断深入,其优异的性能不断凸现,促使其用量不断上升。
20世纪70年代以前,EP/CF复合材料被视为昂贵的材料,价格约为玻璃纤维(GF)增强复合材料的10倍,只用于军工、宇航等尖端技术行业。
20世纪80年代以后,CF工业和EP工业迅速发展,EP/CF复合技术不断进步,加入到EP中的CF比例不断上升,目前CF的体积分数已可达60%以上,使EP/CF复合材料的质量提高而价格下降,拓宽了其应用领域,进一步促进了EP/CF复合材料的发展。
1 CF及其EP复合材料的基本特点1.1 CF的特点和基本成分CF主要是由碳元素组成,其含碳量一般在90%以上。
CP具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性,与一般碳素材料不同的是,其各向异性显著,柔软,可加工成各种织物,沿纤维轴向表现出很高的强度。
制备CF的主要原材料有人造丝(粘胶纤维)、聚丙烯腈(PAN)纤维和沥青等。
通常制备高强度、高模量CF多选用PAN为原料。
制备CF需经过拉丝、牵伸、稳定、炭化、石墨化5个阶段。
1.2 EP基体的作用EP具有优良的加工性能和力学性能,其固化收缩率低,粘结性能优异。
复合材料中EP的主要作用是把CF粘在一起,分配CF间的载荷,保护CF不受环境影响。
1.3 EP/CF复合材料的特性EP/CF复合材料的特性主要取决于CF、EP及EP与CF之间的粘结特性。
EP/CF复合材料具有优异的性能,与钢相比,EP/CF复合材料的比强度为钢的4.8-7.2倍,比模量为钢的3.1-4.2倍,疲劳强度约为钢的2.5倍、铝的3.3倍,而且高温性能好,工作温度达400℃时其强度与模量基本保持不变。
此外还具有密度和线膨胀系数小、耐腐蚀、抗蠕变、整体性好、抗分层、抗冲击等,在现有结构材料中,其比强度、比模量综合指标最高。
纤维增强高分子复合材料的制备
第十三章纤维增强高分子复合材料的制备第一节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。
针对一步法的缺点,预先将纤维浸渍树脂,或纤维树脂预先混合,经过一定处理,使浸渍物或混合物成为一种干态或稍有粘性的材料,即半成品材料,再用它成形复合材料制品,因此二步法又称“干法” 。
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。
热固性树脂基复合材料制品典型的生产工艺过程如图13-l 所示,在准备工序中增加半成品制备工艺环节,由专业化厂或车间生产,生产出的半成品贮存备用。
可见半成品是复合材料整个生产过程中的一种中间材料,也即是复合材料成形用的一种特殊种类的原材料。
由原材料经过一定的加工制成干态或半干态的半成品材料的过程,即半成品制备工艺,也与成形加工一样是复合材料工艺的内容。
早期制造复合材料都是采用一步法(又称“湿法” )工艺,如成形模压制品是先将纤维或织物置于模具中,倒入配好的树脂胶液后加压成形。
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。
通过半成品的质量控制,确保复合材料制品的质量。
第二节高分子复合材料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;热固性塑料,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。
它们是由树脂制成塑料或复合材料制品的重要中间环节,其质量直接影响着成形工艺条件及产品的性能。
复合材料工艺流程
复合材料工艺流程复合材料是由两种或两种以上的不同材料按照一定方式组合而成的新材料。
它具有轻量化、高强度、耐疲劳、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
下面将为大家介绍一下复合材料的工艺流程。
首先是原材料的准备。
复合材料的主要组成部分是基体材料和增强材料。
基体材料一般是有机树脂,如环氧树脂、聚酯树脂等;增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、蛙纹石等。
在准备原材料时,需要对其进行测量和筛选,确保质量稳定和合格。
接下来是预处理过程。
首先需要对增强材料进行表面处理,以提高其与基体材料的粘接性能。
常见的表面处理方法有打磨、清洗、化学处理等。
然后需要对基体材料进行配比和加热处理,使其能够流动和固化。
然后是制备复合材料的成型工艺。
常见的成型工艺有手工层叠成型、压缩成型、注塑成型等。
手工层叠成型是最基本和简单的方法,适用于少量生产和特殊形状的制品。
压缩成型是将纤维预浸料放入模具中,经过热压固化形成制品。
注塑成型是将预浸料注入模具中,经过高温和高压形成制品。
不同的成型工艺有不同的适用范围和工艺参数,需要根据具体情况进行选择。
接下来是固化过程。
成型后的复合材料需要进行固化处理,以使其达到预期的力学性能。
固化过程一般通过加热和化学反应来完成。
具体的固化温度、时间和环境条件需要根据基体材料和增强材料的特性来确定,以确保固化的充分和均匀。
最后是后处理过程。
成型和固化后的复合材料需要进行修整和表面处理,以使其达到美观和使用要求。
修整过程一般包括切割、打磨、打孔等,表面处理一般包括涂装、清洗、抛光等。
这些过程需要经过严格的操作和控制,以确保最终产品的质量和性能。
以上就是复合材料的工艺流程。
这个过程需要经过多个步骤和环节的精细操作,以确保最终产品的质量和性能。
复合材料的制备工艺在不断创新和发展,为各个领域的应用提供了更多的可能性。
同时,也需要注意整个过程中的环境保护和安全生产,以促进可持续发展和健康发展。
纤维增强树脂基复合材料的制备工艺
纤维增强树脂基复合材料的制备工艺一、引言纤维增强树脂基复合材料是一种结构性材料,具有高强度、高刚度、轻质化等优点,广泛应用于航空航天、汽车工业、体育器材等领域。
本文将介绍纤维增强树脂基复合材料的制备工艺。
二、纤维增强树脂基复合材料的组成纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂组成。
其中,纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等;树脂可以是环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。
三、制备工艺1. 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备工艺(1)预处理:将玻璃纤维切割成所需长度,然后进行表面处理,去除油污和灰尘。
(2)涂覆:将环氧树脂涂覆在玻璃纤维表面,使其充分浸润。
(3)层数叠加:将涂覆好树脂的玻璃纤维层叠加在一起,形成所需厚度。
(4)热固化:将叠加好的玻璃纤维和树脂放入模具中,进行热固化处理,使其成型。
(5)后处理:将成型后的复合材料进行修整、打磨等后处理工艺,使其达到所需尺寸和表面光洁度。
2. 碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料的制备工艺(1)预处理:将碳纤维切割成所需长度,然后进行表面处理,去除油污和灰尘。
(2)涂覆:将聚酰亚胺树脂涂覆在碳纤维表面,使其充分浸润。
(3)层数叠加:将涂覆好树脂的碳纤维层叠加在一起,形成所需厚度。
(4)热固化:将叠加好的碳纤维和树脂放入模具中,在高温高压下进行热固化处理,使其成型。
(5)后处理:将成型后的复合材料进行修整、打磨等后处理工艺,使其达到所需尺寸和表面光洁度。
四、结论纤维增强树脂基复合材料的制备工艺包括预处理、涂覆、层数叠加、热固化和后处理等步骤。
不同的纤维和树脂需要采用不同的制备工艺。
制备出的复合材料具有高强度、高刚度、轻质化等优点,在航空航天、汽车工业、体育器材等领域有广泛应用前景。
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料
(FRP)广泛应用于制造工业零部件和印刷电路板等产业 。
截止2010年1月底全国共有61家玻璃钢生产企业(其中包括
四川省江南玻璃钢有限公司,重庆市君豪玻璃钢有限责任公
司)
整理课件
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为什么采用环氧树脂做基体?
环氧树脂固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%8%;粘结力强;有B阶段,有利于生产工艺; 可低压固化,挥发份甚低; 固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
弯曲模量 压缩强度
34.48GPa
310.3MPa
331.0MPa
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纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
目前在生产上经常采用的成型方法有16种:
1、手糊成型——湿法铺层成型
10、压力袋成型
2、夹层结构成型(手糊法、机械法)11、树脂注射和树脂传递RTM模塑成
3、模压成型
型
4、层压成型
12、卷制成型
1)、制品表面发粘
原因1:空气湿度太大,水对树脂起阻聚作用 解决办法: (1)在树脂中加入0.02%左右的液体石蜡;
(2)在树脂中掺加5%的异腈酸酯 ; (3)制品表面覆盖薄膜隔绝空气;
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原因2: 引发剂、促进剂的比例弄错或失效,更换引 发剂、促进剂。
2)、制品内气泡太多
1、控制胶含量
原因1: 树脂用量过多 解决办法: 2、注意拌合方式
量过多时,部分纤维难以被树脂充分浸润,从而在材料中形成许多结合较弱
的界面,当材料受力时,这些界面容易脱附拔出,应力传递失效,使材料的性能下降
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当玻璃纤维体积含量为50%时,复合材料的性能较好
四、玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的应用
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展玻璃纤维增强环氧树脂复合材料是一种广泛应用于航空航天、交通运输、建筑和电子等领域的新型材料。
随着科技进步和工业发展,人们对该材料的研究不断深入,不断取得新的突破和进展。
本文将对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展进行详细介绍。
首先,我们将从材料的制备方法入手。
制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料通常采用手工层叠法、湿法成型法和自动积层法等方法。
手工层叠法是初期应用较多的方法,操作简单,但效率低下;湿法成型法是将搅拌后的环氧树脂浸渍在预先排列好的玻璃纤维上,然后经过固化处理形成复合材料;自动积层法是通过自动控制设备将环氧树脂涂覆在玻璃纤维上,然后经过热压、固化等工艺制成复合材料。
当前,自动积层法已经成为制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的主流方法,具有高效、高精度、高重复性等优点。
其次,我们将介绍玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在不同领域的应用。
在航空航天领域,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料可以用于制造飞机的机身、机翼等部件,取代传统的金属材料,具有重量轻、强度高的优势;在交通运输领域,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料可以用于汽车、火车等车辆的结构件,提高车辆的安全性和燃油效率;在建筑领域,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料可以用于制造建筑外墙板、屋顶等部件,具有耐热、耐候、隔音、防火等特点;在电子领域,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料可以用于制造电子器件的外壳、导热板等部件,具有导电性能、阻燃性能等优点。
然后,我们将介绍玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的性能研究。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料具有良好的拉伸、弯曲、弯切、冲击等力学性能,同时还具有优异的耐热性、耐候性、电气绝缘性和耐化学腐蚀性。
近年来,研究人员对复合材料的各项性能进行了深入的研究和优化,提高了材料的力学性能和耐用性。
最后,我们将探讨玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的发展趋势。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在制备方法、应用领域和性能研究等方面还存在一些问题和挑战,例如制备过程中的纤维层间剪切、织物预成型技术、增强材料的多样化、界面改性等方面。
复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂
复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂复合材料是指由两个或以上的不同材料组合而成的材料,通过材料的组合,能够充分发挥各种材料的优点,以达到优化性能的目的。
在众多复合材料中,玻璃纤维增强环氧树脂是一种比较常见的材料组合。
本文将对玻璃纤维增强环氧树脂进行详细介绍,包括其组成、制备过程、性质及应用等方面。
玻璃纤维增强环氧树脂是一种以环氧树脂为基础,通过添加适量的玻璃纤维增强材料制备而成的复合材料。
环氧树脂是一种高分子化合物,具有优异的物理和化学性质,如强度高、刚度大、耐热性好等。
而玻璃纤维则是一种高强度、高刚度的纤维材料,具有优异的拉伸和弯曲性能。
将这两种材料组合在一起,可以充分发挥它们各自的优点,形成一种性能优良的复合材料。
制备玻璃纤维增强环氧树脂的过程通常包括以下几个步骤:首先,将适量的环氧树脂和硬化剂混合,形成树脂基体。
然后,将玻璃纤维进行预处理,如分段、清洗等,以提高它们的界面粘接性能。
接下来,将预处理后的玻璃纤维与树脂基体进行层层叠放,形成多层复合材料结构。
最后,通过热压或热固化等工艺进行固化,使树脂基体与玻璃纤维紧密结合,形成最终的复合材料。
玻璃纤维增强环氧树脂具有多种优异的性质。
首先,它具有高强度和刚度,玻璃纤维增强材料的添加能够提高复合材料的强度和刚度,使其具有良好的抗拉、抗压、抗弯性能。
其次,它具有优异的耐热性和耐腐蚀性,环氧树脂的添加能够提高复合材料的耐热性和耐腐蚀性,使其适用于高温、腐蚀性环境下的使用。
此外,它还具有良好的绝缘性能和耐磨性能,适合用于电气绝缘和摩擦磨损等场合。
玻璃纤维增强环氧树脂具有广泛的应用领域。
首先,在航空航天领域,由于其高强度和轻质化的特点,可以用于制造飞机、卫星等结构件。
其次,在汽车制造领域,由于其良好的耐热性和耐冲击性能,可以用于制造汽车车身、引擎罩等部件。
此外,在建筑领域,可以用于制造屋顶、墙板等耐候性良好的建筑材料。
另外,在电子领域,可以用于制造电气绝缘材料、电子器件外壳等。
树脂复合材料的生产工艺
树脂复合材料的生产工艺
树脂复合材料的生产工艺包括以下几个主要步骤:
1. 材料准备:包括树脂基体、增强材料和填充剂等的准备工作。
树脂基体可以选择热固性树脂(如环氧树脂、聚酯树脂等)或热塑性树脂(如聚丙烯、尼龙等),增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,填充剂可以是硅酸盐、碳酸钙等。
2. 制备增强材料:将增强材料根据设计要求进行切割、针织、编织等处理,得到所需形状和尺寸的增强材料。
3. 预处理增强材料:一般通过浸渍、涂布等方式将树脂基体浸渍到增强材料中,使其充分渗透,并去除气泡和水分。
4. 成型:根据产品要求和制造方法的不同,采用压塑、挤出、注塑、层叠等技术进行成型。
其中的成型工艺可以分为手工成型和自动化成型两种。
5. 固化:对于热固性树脂基体,需要进行固化工艺,即通过热压、自然固化、紫外光固化等方式使树脂基体达到硬化或交联的状态。
而热塑性树脂基体则不需要固化工艺。
6. 后处理:包括修剪、修磨、打磨、清洗等工序,使最终产品达到设计要求的
外观和尺寸精度。
以上是树脂复合材料的一般生产工艺,具体工艺会根据产品类型、要求和生产线设备的不同而有所差异。
玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺
玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺引言玻璃纤维环氧树脂复合材料是一种重要的结构材料,具有优异的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
本文将详细介绍玻璃纤维环氧树脂复合材料的制作工艺。
材料准备制作玻璃纤维环氧树脂复合材料所需的主要材料有:1.玻璃纤维布:玻璃纤维布是制作复合材料的主要增强材料,具有高强度、高模量和耐腐蚀性能。
2.环氧树脂:环氧树脂是制作复合材料的基体材料,具有优异的粘接性能和耐化学腐蚀性能。
3.固化剂:固化剂与环氧树脂反应,使其固化成为硬质材料。
4.填料:填料可以改善复合材料的性能,例如提高导热性能、降低热膨胀系数等。
制作工艺步骤步骤一:表面处理1.将玻璃纤维布按照设计要求切割成所需形状和尺寸。
2.清洁工作台和玻璃纤维布表面,确保无尘和杂质。
3.在玻璃纤维布表面涂覆一层环氧树脂胶水,使其充分渗透玻璃纤维布。
步骤二:层压1.将涂有环氧树脂胶水的玻璃纤维布按照设计要求叠放在一起,并在每层之间涂覆一层环氧树脂胶水。
2.使用辊筒将叠放好的玻璃纤维布进行压实,确保各层之间紧密结合。
3.将压实后的玻璃纤维布放入层压机中,施加高温和高压,使其固化。
步骤三:后处理1.将固化后的玻璃纤维环氧树脂复合材料从层压机中取出,进行修整和修边。
2.对复合材料进行热处理,提高其力学性能和耐热性能。
3.进行质量检验,检查复合材料的外观质量和力学性能是否符合要求。
注意事项1.在制作过程中,要注意个人防护,避免直接接触环氧树脂和固化剂,以免对健康产生不良影响。
2.制作过程中要控制好环氧树脂的用量,避免浪费和过量使用。
3.制作过程中要注意温度和压力的控制,确保固化过程充分进行。
4.制作完成后,要储存在干燥、通风的环境中,避免受潮和受热。
结论玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺是一个复杂的过程,需要严格控制各个环节的参数和操作。
只有在正确的工艺指导下,才能制作出具有优异性能的复合材料。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展张玉楠(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳 621010)摘要:玻璃纤维增强环氧树脂是玻璃钢的一种。
本文综述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些性能,尤其是力学性能,并介绍了它的成型方法。
概述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些应用并提出了展望。
关键词:玻璃纤维;环氧树脂;复合材料;制备Research progress of glass fiber reinforced epoxy resin composite materialYunan Zhang(Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)Abstract:Glass fiber reinforced epoxy resin is a kind of glass fiber reinforced plastic. This paper reviewed some of the properties of the glass fiber reinforced epoxy resin, especially mechanical properties, and introduces its molding method. Summarizes some application of the glass fiber reinforced epoxy resin and put forward. Keywords:glass fiber;epoxy resin;composite material;preparation前言:玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维作为增强材料,热固性塑料(包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等)作为基体的纤维增强塑料。
因其比重小,比强度高,比最轻的金属铝还要轻,而比强度比高级合金钢还要高,所以又称为玻璃钢。
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备首先,预处理玻璃纤维是制备玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的重要步骤。
首先要对玻璃纤维进行表面处理,以提高其与环氧树脂之间的结合力。
常见的表面处理方法有硅烷偶联剂处理、电漿处理等。
经过表面处理后,玻璃纤维的表面活性增加,与环氧树脂的结合能力得到提高。
其次,制备环氧树脂基体是制备玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的关键步骤。
环氧树脂作为基体材料,起到支撑和传递载荷的作用。
制备环氧树脂基体可以通过两种方法进行,一种是将环氧树脂和固化剂按照一定比例混合,然后放置一段时间进行反应;另一种是在环氧树脂中添加助剂,如增韧剂、稀释剂等,以改善其性能。
然后,制备复合材料是制备玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的重要步骤。
将预处理好的玻璃纤维和制备好的环氧树脂基体按照一定的层序和比例进行堆叠,形成复合材料的预成型。
在堆叠过程中,可以在纤维表面涂覆一层薄膜以提高其表面粘合性。
最后,固化是制备玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的最后一步。
固化过程中,根据环氧树脂的特点选择适当的固化方式,通常有热固化和光固化两种方法。
热固化是在约定的温度下进行,通过热作用引发环氧树脂与固化剂之间的化学反应。
光固化是利用紫外线或可见光治具树脂的光固化剂进行光固化。
综上所述,玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备包括预处理玻璃纤维、制备环氧树脂基体、制备复合材料、固化等多个步骤。
每个步骤都有其独特的工艺要求,通过合理地控制每个步骤的参数和条件,可以获得具有良好性能的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料。
玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺
玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺玻璃纤维环氧树脂复合材料制作工艺简介•玻璃纤维环氧树脂复合材料是一种常见的结构材料,具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
•制作工艺是制造高品质玻璃纤维环氧树脂复合材料的关键。
工艺概述•玻璃纤维环氧树脂复合材料的制作工艺主要包括预处理、制备树脂体系、制备增强体系和固化制备等步骤。
预处理1.玻璃纤维预处理:–将玻璃纤维进行清洗和干燥,去除污垢和水分,确保纤维表面清洁。
–对玻璃纤维进行切割,根据需要的长度和形状进行定制。
2.树脂预处理:–将环氧树脂和固化剂按照一定比例混合,并充分搅拌,确保树脂体系均匀。
–去除树脂中的气泡,避免对制作品质产生不良影响。
制备树脂体系1.树脂涂布:–将预处理好的玻璃纤维放置于平整的工作台面上。
–使用刮刀将树脂体系均匀地涂布在玻璃纤维上,确保纤维完全浸润。
2.排气处理:–使用辊筒或者压铸等工具,从涂布的纤维上将空气排除,防止产生气泡。
–在整个涂布过程中,需要保持环境的清洁和静止,避免杂质和颗粒进入树脂体系。
制备增强体系1.纤维叠层:–将涂布好树脂的纤维进行叠层堆积,按照设计要求进行合理的排列和叠放。
–使用压力和工具对叠层纤维进行压实和定形,增加复合材料的力学性能。
2.嵌体装置:–在叠层纤维中嵌入金属或其他增强材料,增加复合材料的强度和刚度。
–嵌体的形状和位置需要根据实际需求进行设计和布置。
固化制备1.固化:–将制备好的增强体系放置在恒温箱或加热设备中,按照固化剂的要求进行固化处理。
–固化温度和时间需要根据树脂体系和工艺要求进行准确控制。
2.切割和加工:–固化完成后,将制备好的玻璃纤维环氧树脂复合材料进行切割和加工,得到最终要求的尺寸和形状。
–使用相应的工具和设备进行切割、打磨和修整。
结论•玻璃纤维环氧树脂复合材料的制作工艺包括预处理、制备树脂体系、制备增强体系和固化制备等关键步骤。
•严格遵守制作工艺流程和要求,保证制作出的复合材料具有良好的力学性能和耐久性能。
木质纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能研究(摘要)
材剩余物杨木枝桠 材为原料 , 通过机械 粉碎 法及化学机械浆法制备 了杨木粉 、 杨木纤维 ; 分别采 用桐马酸酐 甲酯 、 异氰 酸
酯/ 硅烷偶联剂和长链不饱 和脂肪 酸对 杨木粉及 杨木 纤维表 面改性 , 经热 压成型 制备 了木质纤 维增 强环 氧树脂 复合材 料 。改性木质纤维 表面疏水性高 , 与环 氧树 脂具 有 良好的界面相 容性 ; 制 备 的木质 纤维增 强环氧树 脂复合 材料 , 性能 与
陈 健( 1 . 中国林业科 学研 究院, 北京 1 0 0 0 9 1 ; 2 . 中国林业科 学研 究院 林产化学工业研究所 , 江苏 南京 2 1 0 0 4 2 ) 天然植物纤维 增强环氧树脂复合材料具有低成本 、 低能耗 、 环境友好等优 良特性 , 近年来成 为国内外研究热 点 , 受 到 广泛关注 。然 而 , 天然植物纤维存在 易吸湿 、 与基体树脂相容 性差等缺 点 , 在 复合材料 中 的应 用受 到限制 。本研 究 以木
木粉 ( P WP ) 表 面 接 枝 化 学 改 性 。研 究 了 反应 物 料 比 、 反 应温 度和反应 时 间等对杨 木粉改性 反应 的影 响 , 并 通 过 接 触 角
测量 、 元素分析 、 红外光谱 ( F T r - I R) 、 1 3 C固体核磁共振 光谱 ( ” C C P - MA S N MR) 及 扫描 电子显微镜 ( S E M) 表征 了改性 杨
木粉的结构与表面性能 。研究表 明 , MD I 与P WP活性羟基物 质的量 比为 2 : 1 , MD I 与K H 5 5 0物质 的量 比为 1 : 1 , 1 2 0℃ 反应 2 h , 制备的改性杨木粉质量增加率 为 4 0 %一 6 0 %; 改性后杨木粉疏水性增强 。 4 . 以吡啶为溶剂 、 4 一 二 甲氨基吡啶 ( D MA P ) 为催化 剂 , 采用桐酸 酰氯 ( E A C 1 ) 对杨木纤 维( P WF ) 表面接枝改性 。研究 了反 应物料配 比、 反应 温度 、 反应 时间及催 化剂 用量 对杨 木纤维 改性 反应 的影 响 , 并 通过 接触 角测 量 、 元素 分析 、 红 外 光谱 ( F T — I R) 及 扫描 电子显微 镜( S E M) 表征 了改性杨木纤维的结构与性能 。实验表 明: E A C 1 与P WF活性 羟基 物质 的量 比为
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备一、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备工艺1.原材料准备:玻璃纤维布、环氧树脂、固化剂、溶剂等。
2.玻璃纤维布预处理:将玻璃纤维布浸泡在高温高压的浸泡槽中,去除杂质和表面处理剂,并提高纤维与树脂之间的附着性。
3.树脂制备:将环氧树脂和固化剂按照一定的比例混合,搅拌均匀,形成环氧树脂基体。
4.复合材料的制备过程:将经过预处理的玻璃纤维布铺在模具中,然后将树脂基体涂布在玻璃纤维布上,并排除其中的空气泡沫。
再将另一层玻璃纤维布铺在上面,并涂布树脂基体,重复以上步骤多次,直至达到要求的复合材料厚度。
5.固化:将复合材料置于适当的温度下进行固化,使树脂固化剂反应生成3D网络化合物,形成稳定的结构。
6.切割与修整:将固化后的复合材料从模具中取出,根据需要进行切割和修整,得到最终的复合材料制品。
二、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的性能分析1.力学性能:玻璃纤维的加入提高了复合材料的强度和刚性,使其具有较高的拉伸强度、压缩强度和弯曲强度。
2.热性能:玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的耐高温性能,能够耐受较高的工作温度。
3.化学性能:环氧树脂具有较强的耐腐蚀性和耐化学介质性能,使得复合材料能够在恶劣的环境中使用。
4.电气性能:玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有较好的绝缘性能和耐电弧性能,适于用于电气领域。
5.导热性能:玻璃纤维的导热性能相对较低,可以用于制备隔热材料。
综上所述,玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料由玻璃纤维布和环氧树脂基体相结合而成,具有多种优异的性能,广泛应用于各个工程领域。
通过适当调整制备工艺和材料配比,可以进一步提高复合材料的性能,并满足不同领域的需求。
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纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺一、前言相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以来发展很快。
尽管产量小(据法国Vetrotex公司统计,2003年全球复合材料达700万吨),但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。
美、日、西欧水平较高。
北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。
中国大陆2003年玻班纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。
复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成:增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP (碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP )中的树脂(本文谈到的环氧树脂)就是基体。
y按基体材料不同,复合材料可分为三大类:树脂复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料,如陶瓷基复合材料。
本文讨论环氧树脂基复合材料。
1、为什么采用环氧树脂做基体?固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%-8% ;粘结力强;有B阶段,有利于生产工艺;可低压固化,挥发份甚低;固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳,然耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差。
2、环氧玻璃钢性能(按ASTM)以FW (纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。
表1 GF/EPR与钢的性能比较玻璃含量GF/EPR (玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢相对密度 2.08 7.86 V拉伸强度551.6Mpa 331.0MPa拉伸模量27.58GPa 206.7GPa伸长率1.6% 37.0%弯曲强度689.5MPa弯曲模量34.48GPa压缩强度310.3MPa 331.0MPa悬臂冲击强度2385J/m燃烧性(UL-94)V-O比热容535J/kg?k 233J/kg?k膨胀系数 4.0 x10-6k-1 6.7 >10-6k-1热变形温度204oC(1.82MPa)热导率 1.85W/m?k 33.7W/m?k介电强度11.8 x i06V/m吸水率0.5%(24h)表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量材料名称密度g/cm3拉伸强度xi04MPa弹性模量xi06MPa比强度X106cm 比模量xi09cm钢7.8 10.10 20.59 0.13 0.27铝 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26钛 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25玻璃钢 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21碳纤维/环氧树脂1.45 14.71 13.73碳纤维/环氧树脂1.6 1049 23.54芳纶纤维/环氧树脂1.4 13.73 7.85硼纤维/环氧树脂2.1 13.53 20.59硼纤维/铝 2.65 9.81 19.61 0.75 c2二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介1、手糊成型(hand lay up)(1)概要依次在模具表面上施加脱模剂胶衣一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。
以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。
铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。
可加热加速固化。
(2)原材料F gb NG A树脂不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维玻纤、碳纤、芳纶等。
虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材任意。
(3)优点1 )适合少量生产;2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;3)可制造大型制品和型状复杂产品;4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;5 )可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;6 )可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);7)玻纤含量较喷射成型高。
无捻粗纱布50%左右织物35%-45%短切原丝毡30%-40%(4)缺点1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定;;2 )玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;3 )手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5 )典型产品舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM )(1)概要RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50% )的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。
为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsi n injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。
注射与固化可在室温或加热条件下进行。
模具可以复合材料与钢材料制作。
若采用加热工艺。
宜用钢模。
(2)原材料树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。
常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX )。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。
可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC 等。
(3)优点1)制品纤维含量可较高,未被树脂浸得部分非常少;2 )闭模成型,生产环境好;3)劳动强度低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低;4)制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高;5 )成型周期较短;6 )产品可大型化;7)强度可按设计要求具有方向性;8 )可与芯村、嵌件一体成型;9)相对注射设备与模具成本较低。
(4)缺点1)不易制作较小产品;2 )因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和复杂,价位也高一些;3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
(5 )典型产品小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳3、纤维缠绕(FW)(1)概要通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。
粗纱排列在纱架上。
粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。
纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。
固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料树脂:任意。
环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。
无捻粗纱、缝编和无纺织物。
生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。
虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(3)优点1)因为纤维迳直以合理的线形铺设,承担负荷,故复合材料制品的结构特性可非常高;2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品;3)可制造两端封闭的制品;4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低;5 )可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制树脂含量;6 )可大理生产和自动化;7 )机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
(4)缺点1 )制品形状限于圆柱形或其它回转体;2 )纤维不易沿制品长度方向精确排列;3)对于大型制品,芯模成本高;4)成品外表不是模制”的,不尽人意;5)对于承受压力的制品,如选择树脂不合适或无内衬,就易发生渗漏。
(5 )典型产品’管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding —反应注射成型)(1)概要将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa )混合后,即在低压(0.5-1.5MPa )下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。
若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯。
为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。
弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。
用此法可得到高力学性能的制品。
这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Moldi ng- 结构反应注射成型)。
(2)原材料树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;芯材:不用。
(3)优点1 )制造成本比热塑性塑料注射工艺低;2)可制造大尺寸、开头复杂的产品;3)固化快,适于快速生产。
(4)缺点采用磨碎玻璃纤维增强原料费用高,荐用矿物复合材料取代之。
(5 )主要产品汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件。
5、拉挤成型(Pultrusion)(1)概要主要采用玻璃纤维无捻粗纱(使用前预先放置在纱架上),它提供纵向(沿生产线方向)增强。
其它类型的增强有连续原丝毡、织物等,它们补充横向增强,表面毡则用于提高成品表面质量。
树脂中可加入填料,改进型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉挤成型的程序是1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂;2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;3)将型材按要求长度切断。
现在已有变截面的、长度方向呈弧型的拉挤制品成型技术。
挤成型将增强材料浸渍树脂有两种方式:胶槽浸渍法:通常采用此法,即将增强材料通过树脂槽浸胶,然后进入模具。
此法设备便宜作业性好,适于不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂。
注入浸渍法(图6):玻纤增强材料进入模具后,被注入模具内的树脂所浸渍。
此法适于凝胶时间短、粘度高、生产附产物的树脂基体,如酚醛、环氧、双马来酰亚胺树脂。
(2)原材料树脂:常用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂;纤维:拉挤用玻璃纤维无捻粗纱、连续毡、缝编毡、缝编复合毡、织物、玻纤表面毡、聚酯纤维表面毡等;芯材:一般不用,现有以PU发泡材料为芯材,外为连续拉挤框型型材,作为保温墙板的。