聚合物基复合材料聚合物基复合材料

（2）增强材料的选择 • 手糊成型工艺用多的增强材料是玻璃纤 维及其织物。如：粗纱、短切纤维粘、无捻 粗纱布、玻璃纤维细布和单向织物等。 • 少量有碳纤维、纺轮纤维和其他纤维。
（3）脱模剂
内脱模剂 用于模压和热固化
• 脱模剂按用途分为 外脱模剂 用于手糊和冷固化
薄膜型脱模剂
• 按性状分为 混合溶液型脱模剂
型 喷射成型工艺 模压成型工艺
所占比例 （%） 18.0 43.0
21.0 4.0
工艺种类
缠绕成型工艺 连续成型工艺
其他
所占比例 （%） 5.0 3.0
6.0
中国复合材料成型工艺情况
工艺种类
手糊成型工艺
SMC/BMC模压 成型
层压成型工艺
所占比例 （%） 75.0
10.0
4.0
工艺种类 所占比例（%）
美国热固性复合材料成型工艺发展情况
工艺种类
模压成型工艺 手糊成型工艺
拉挤成型 纤维缠绕成型
所占比例 （%） 42.3 22.1 11.1 7.2
工艺种类
喷射成型工艺 离心浇铸工艺 RTM成型工艺
其他
所占比例 （%） 9.1 3.0 4.0 1.2
西欧各国复合材料成型工业发展情况
工艺种类
热塑性复合材 料成型工艺
②过氯乙烯脱模剂
③聚苯乙烯溶液脱模剂
蜡类、油酯类脱模剂
①蜡类脱模剂
使用方便、省工省时、价格便宜，脱模效果好， 使用广泛。
②油酯类脱模剂
a、硅酯脱模剂
硅酯 甲苯
100份 100份
b、其他油脂脱模剂
耐热机油，硅油，凡士林油，变压器油等。
手糊成型技术——2.成型模具的设计与制造
模具的结构与材料
结构
单模 对模
凝胶时间：
指在一定温度条件下，树脂中加入定量的引 发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流 动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。
一般采用引发剂、促进剂用量调节。
（3）胶衣糊准备
胶衣是赋予复合材料制品表面的一层美观、 耐化学品侵蚀、耐擦伤和耐老化等的对其起
阳模 阴模
玻璃钢模具制备过程
木模
糊制玻璃钢下模 糊制玻璃钢上模
玻璃钢模具
（1） 胶液准备
胶液工艺性影响手糊制品质量的重要因素，指 标是：胶液粘度；凝胶时间。
胶液粘度： 表征流动特性，粘度控制在0.2～ 0.8Pa.s之间，一般用稀释剂调节
粘度过高不易涂刷和浸透增强材料，粘 度过低，在树脂凝胶前发生胶液流失， 使制品出现缺陷。
缠绕成型工 艺
连续成型工 艺
其他
13.0 1.5 0.5
•与美国相比，西欧复合材料发展的特点是热塑 性复合材料的成型工艺发展较快，主要用于汽 车工业，手糊成型工艺所占比例较少。
•而日本由于复合材料在建筑住宅及造船方面用 量较大，因此收糊、喷射成型工艺所占比例较 西欧及美国高。
•我国复合材料主要产品为玻璃钢冷却塔、防腐 贮罐、管道工程、卫生洁具、环保设备、汽车 部件、游艇及渔船、运动器材等，成型工艺特 点是手糊成型所占比例过大，热塑性复合材料 虽然已开始研究应用，但发展速度太慢，热塑 性片状模塑及其制品冲压成型技术处于研究和
常用的制造成型工艺
目前在生产上经常采用的成型方法16种： • 1、手糊成型——湿法铺层成型 • 2、真空袋压法成型 • 3、压力袋成型 • 4、树脂注射和树脂传递成型 • 5、喷射成型 • 6、真空辅助树脂注射成型 • 7、夹层结构成型 • 8、模压成型 • 9、注射成型
• 10、挤出成型 • 11、缠绕成型 • 12、拉挤成型 • 13、连续板材成型 • 14、层压或卷制成型 • 15、热塑性片状模塑热冲压成型 • 16、离心浇注成型
手糊成型工艺 SMC/BMC模压
成型 喷射成型工艺
所占比例 （%） 30.5
14.0 23.0
8.0
工艺种类
连续成型工艺 （制板） RTM成型工艺
纤维缠绕及离 心成型 其他
所占比例 （%） 7.0
3.0 5.5
7.0
日本1996年热固性复合材料成型工艺情况
工艺种类
手糊成型工艺 SMC/BMC模压成
手糊成型技术——1.原材料选择
（1）聚合物基体
◇不饱和聚酯，用量占各类树脂的80%。 ◇环氧树脂。 ◇湿热性能高、断裂韧性优良的双马来酰亚胺。
双马来酰亚胺
二烯丙基双酚A
• 手糊用树脂的要求： – 能在室温下凝胶、固化； – 黏度不宜太大，约为0.2-0.5Pa.s； – 无毒或低毒； – 价格便宜。
产品展示
玻璃钢复合罐
玻璃钢立式容器
产品展示
玻璃钢果皮箱
车箱
凝胶时间测试 粘度测试 清理污渍 修复缺陷 上脱模剂
Байду номын сангаас烘干
树脂胶液配置
成型模具准备
胶衣配置 刷胶衣
铺层与赋形 固化
脱模
增强体剪裁
涂刷树脂胶液 纤维铺层
制品厚度控制
检验，修整
手糊成型工艺流程图
操作照片
手糊成型优缺点
手糊成型技术的优点 ☺ 制品可设计性好，且容易改变设计 ☺ 设备投资少，生产费用低 ☺ 工艺相对简单，操作简便 ☺ 制品树脂含量较高，耐腐蚀性好 缺点 生产效率低 质量不易控制 产品的力学性能较低
5.3.1 手糊成型技术
• 手糊工艺是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单 的方法。
• 工艺过程：先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物， 再在其上铺一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压 辊压挤使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂和铺贴 每二层纤维织物，反复上述过程到达到所需厚度为止。
• 然后在一定的压力作用下加热固化成型，或自放热固化 成型。
5.3聚合物基复合材料 成型加工技术
聚合物基复合材料成型工艺特点:
● 材料制造和成品成型同时完成，利用这一特点，可以 实现大型制品一次整体成型，从而简化了制品结构， 并且减少了组成零件和连接零件的数量，这对减轻制 品质量，降低工艺消耗和提高结构使用性能十分有利。
● 影响因素：固化温度、压力、保温时间等工艺参数； 纤维的预处理、纤维的排列方式、驱除气泡的程度、 是否挤胶等都直接影响制品的性能。
油蜡型脱模剂
薄膜型脱模剂
最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙 烯薄膜、聚乙烯薄膜等。
其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般 为0.04 mm 、0.02 mm。
• 使用方法：铺在模具上，或用凡士林贴在模具 上。
混合溶液型脱模剂 ①聚乙烯醇脱模剂
一般采用较低分子量的聚乙烯醇。 在搅拌状态 下，用水将聚乙烯醇加热溶解（水温约95℃）， 冷却到室温，往里滴加乙醇或丙酮（边加边搅 拌）。