聚合物基复合材料的加工工艺
聚合物基复合材料复习要点 热固性复合材料成型工艺
聚合物基复合材料高分子专业考试复习资料现已完结，另有小抄版本稍后更新第四章热固性复合材料成型工艺4.1手糊成型工艺4.1.1定义：用手工或在机械辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，树脂固化形成复合材料的一种成型方法。
4.1.2工序：①增强材料剪裁②模具准备③涂擦脱模剂④喷涂胶衣⑤成型操作⑥固化⑦脱模⑧修边⑨装配⑩制品。
4.1.3优点：操作简便，操作者容易培训；设备投资少，生产费用低；能生产大型的和复杂结构的制品；制品的可设计性好，且容易改变设计；模具材料来源广；可以制成夹层结构。
缺点：劳动密集型的成型方法，生产效率低—喷射成型工艺；制品质量与操作者的技术水平有关；生产周期长；制品力学性能较其他方法低—袋压成型工艺。
4.1.4原材料：玻璃纤维及其织物选择依据：容易被树脂浸润；有较好的形变性；满足制品的性能要求；价格便宜。
种类：无捻粗纱；无捻粗纱布；短切原丝毡；加捻布；玻璃布袋。
4.1.4.1热固性树脂：要求：①能够配制成黏度适宜的胶液②能在室温或较低温度下凝胶、固化，固化时无低分子物产生③无毒或低毒④价格便宜，来源广泛。
4.1.2辅助材料脱模剂：应具备的条件：（1）不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小；（2）成膜迅速、均匀、光滑；（3）使用简便、安全，价格便宜。
按用途分为：内脱模剂（用于模压和热固化）；外脱模剂（用于手糊和冷固化）。
按性状分为：薄膜型脱模剂；混合溶液型脱模剂；油蜡型脱模剂。
4.1.2.1 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。
优点：脱模效果好，使用方便，材料易得。
缺点：薄膜的柔韧性、帖服性差，不能用于形状复杂的制品。
4.1.2.2混合溶液型脱模剂（1）聚乙烯醇脱模剂的配制：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）。
纤维增强聚合物基复合材料
纤维增强聚合物基复合材料
纤维增强聚合物基复合材料是将纤维材料（如玻璃纤维、碳纤维等）与聚合物基体材料进行复合的一种材料。
纤维材料的加入可以提高聚合物基体的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能。
纤维增强聚合物基复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑结构、运动器材等领域。
纤维增强聚合物基复合材料的制备通常包括以下步骤：首先将纤维材料进行预处理，如剪断、清洗和表面处理等，以提高纤维与基体材料的黏附性；然后将纤维与聚合物基体材料进行混合，并通过注塑、浸渍等方法将基体材料渗透到纤维间隙中，形成复合材料；最后经过成型、固化和热处理等工艺步骤，使复合材料具有所需的形状和性能。
纤维增强聚合物基复合材料具有重量轻、强度高、刚性好、耐热性好等特点，能够满足复杂工程结构对材料性能的要求。
此外，纤维增强聚合物基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀性能和电绝缘性能，能够在恶劣环境下长期稳定使用。
因此，纤维增强聚合物基复材料被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑和电子等领域。
聚合物基复合材料的制备及应用研究
聚合物基复合材料的制备及应用研究随着科技的不断发展，材料科学也在不断地研究新型材料，其中聚合物基复合材料成为了一个备受关注的领域。
聚合物基复合材料可以通过制备不同的组分来提高材料的强度、硬度、承载能力和耐磨损性等多个方面，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。
聚合物基复合材料的制备是一个非常复杂的过程，需要掌握多种技术和知识。
一般来说，制备聚合物基复合材料需要三个主要的步骤：选材、制备和加工。
首先，选材是制备聚合物基复合材料的的一项重要前提。
合适的材料组合能够形成理想的复合材料。
选材的主要考虑因素是塑料基体的物理性质和化学结构，选择适宜的增强材料和填充材料进一步调整材料性能。
同样，填料要求高滑动性能、良好的耐磨性和高强度，同时填料尺寸、分散性及其含量的控制也对其性能产生较大影响。
其次，在制备过程中，需要采用一种高效的方法使复合材料的构成达到最佳效果。
制备工艺大致可以分为三种：预浸、热压和注塑。
其中预浸是指将预制的增强材料浸泡到聚合物基体中再加工，热压是将材料加热成固体后再进行压缩，注塑则是将固态材料加热熔化后注入模具中进行成形。
最后，在加工复合材料的过程中，需要考虑到材料性能的变化，选择合适的加工方法。
一般来说，加工过程中会产生应力和热量，这对于复合材料来说更容易产生一些变形和裂纹等问题。
此时，适当的加工方法和手段可以有效的减小这些问题的产生。
可以看出，聚合物基复合材料的制备流程非常的复杂，制备难度和成本相对较高。
然而，由于其材料性能的综合优势，聚合物基复合材料已经被广泛应用于许多领域，为我们的生活带来了很多便利。
在材料学领域，聚合物基复合材料有着广泛的应用。
具体来说，它被应用于下面几个主要方面：一、航空航天领域聚合物基复合材料是航空航天领域中最常见的材料之一。
其因轻、强、耐腐蚀、高温耐性能、机械性能稳定而成为广泛使用的材料。
比如现代的飞机和宇宙飞船中所采用的大多都是聚合物基复合材料。
二、地下管道和化工设备领域因为聚合物基复合材料具有耐腐蚀的性能，所以在地下管道和其他化工设备中被广泛使用。
复合材料工艺
F-35
战 斗 机
复合材料进气道 预形件的编织是在一个大心轴上进行的，将其共分为35块， 以便在固化后分别从心轴上取下。心轴是由五层连续石墨 纤维编织而成，局部达八层厚。编织为一种自动化的经纬 编织法，零件表面纤维拉紧。
接触低压成型工艺
• 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树 脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压 成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力 （接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施 加0.01～0.7MPa压力，最大压力不超过2.0MPa）。
原理1、纤维路径在整个缠绕过程中不打滑。 原理2、整个成型过程中，纤维不架桥。 原理3、纤维路径与芯模端部相切。
原理4、整条纤维尽可能均匀地完全覆盖芯模。
大型玻璃钢现场微控整体缠绕贮槽、贮罐，缠绕直径 4000mm-10000mm，缠绕长度为3000--12000mm。
（1）干法缠绕
• 干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带，在缠绕机上经加热软 化至粘流态后缠绕到芯模上。
模具检验 及涂脱模 剂
图纸资料 胶液配制
玻璃布处理
预浸料制备
湿法铺陈 干法铺陈
装袋
固化炉 热压罐
模具
脱模 制件 加工和 修饰
试验片
检验区
检验
成
品
性能测试
真空袋成型
②真空袋法 此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡 胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的气泡 和挥发物排除。真空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧 复合材料制品的湿法成型。
1层贴法
2 沉积法
3 缠绕法 4 编织法
聚合物复合材料的研发与应用
聚合物复合材料的研发与应用一、简介聚合物复合材料指由聚合物基质和填充剂、增强材料等组成的材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、耐磨等特点，因此在航空、汽车、建筑等行业广泛应用。
本文将重点介绍聚合物复合材料的研发和应用。
二、研发聚合物复合材料的研发主要包括材料设计、合成、加工等步骤。
1. 材料设计材料设计是研发的重要环节，需要确定复合材料的成分、比例和结构等。
其中，聚合物基质是复合材料的主要组分，根据不同的应用领域和要求，可选择不同的聚合物，如环氧树脂、聚酰亚胺等。
而填充剂和增强材料则根据需求确定，例如碳纤维、玻璃纤维等。
2. 合成复合材料的制备方法分为挤出法、注塑法、压缩模压法、浸渍法等。
其中，挤出法是最常用的制备方法之一，适用于制备外壳件、管材等大型构件；注塑法则适用于制备小型零件；浸渍法则适用于制备复述体结构零件。
3. 加工复合材料的加工主要包括成形、固化、热处理等。
其中成形是制备复合材料的重要步骤，可以采用多种方式，如压缩成形、层压成形、注塑成形等。
三、应用聚合物复合材料的应用领域广泛，以下列举几个典型应用领域。
1. 航空领域航空领域对材料的轻质、高强等特点要求很高，因此聚合物复合材料在航空领域得到了广泛应用。
其中，碳纤维增强树脂复合材料是航空领域重要的材料之一，可以用于飞机外壳、机翼等部件。
2. 汽车领域汽车领域也是聚合物复合材料的重要应用领域。
由于材料的轻质、高强等特点，可以大幅降低汽车自重，提升汽车的燃油经济性和性能。
例如，碳纤维增强聚酯复合材料可以用于汽车车身和发动机罩等部件。
3. 建筑领域随着国家对建筑能源消耗的要求越来越高，聚合物复合材料在建筑领域得到越来越广泛的应用。
聚合物复合材料可以制备轻质、高强的建筑材料，例如复合材料墙板、屋面等。
四、发展趋势随着科技的不断进步，聚合物复合材料的发展趋势日益明显，主要表现在以下几个方面。
1. 纳米增强通过采用纳米级别的增强材料，可以提高复合材料的力学性能和导电性能。
5.聚合物基复合材料的制备工艺汇总
包括过滤、吸磁、干燥、研磨、称量、预热等
初混合
塑炼
造粒
粒料
初混合
在聚合物熔融温度以下、较缓和的剪切力作用，用捏合机、高 速混合机等设备将物料按顺序加入、混合均匀。
塑炼
在高于树脂熔融温度和较大的剪切力作用下 ，在双滚筒炼胶 机、密炼机、单螺杆挤出机等设备使物料热熔、剪切混合达到适当 的柔软度和可塑性，同时除去挥发物。
5.2 复合材料制品成型工艺
5.2.1 手糊工艺
5.2.2 模压成型工艺
5.2.3 RTM成型工艺 5.2.4 喷射成型工艺 5.2.5 连续缠绕成型工艺 5.2.6 拉挤成型工艺
5.2.7 挤出成型工艺
5.2.8 RRIM成型工艺
手糊成型工艺—流程
模具 准备
涂脱膜剂 手糊成型
连续纤维预浸料的制造
5.1 复合材料半成品制造工艺
5.1.1 热塑性塑料粒料
5.1.2 热固性模塑料 5.1.3 连续纤维预浸料
模塑粉 短纤维增强热固性模塑料 片状模塑料（SMC）
5.1.4 增强热塑性塑料片材
增强热塑性塑料片材（RTPS）
与热固性复合材料相比，热塑性复合材料以其良好韧性、 快速成型和可回收利用的优势倍受重视。将增强材料和热塑 性树脂预先制成半成品板材，再将它剪裁成坯料，模压或冲 压成各种制品。这种半成品称为增强热塑性塑料片材
4
树脂糊
6
9
顶部PE薄膜
割刀
中空钢鼓轮
7
粗纱切割器 5
割刀
3
粗纱
10
树脂糊 2
1
低部PE薄膜
8
11
压紧辊
聚合物基复合材料的成型工艺流程
聚合物基复合材料的成型工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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第四章 4.3复合材料加工原理--纤维增强复合材料的制备工艺
4.3.2 纤维增强金属基复合材料的制备方法
3.液态金属浸渍法 3.液态金属浸渍法 液态金属浸渍法是通过纤维或纤维预制件浸渍熔融态金 液态金属浸渍法是通过纤维或纤维预制件浸渍熔融态金 属而制成金属基复合材料的方法。 属而制成金属基复合材料的方法。 熔浸方法有两种，一 熔浸方法有两种， 种是在上部真空炉中熔化 金属后， 金属后，浇入下部放有预 成形体的型中进行熔浸； 成形体的型中进行熔浸； 另一种是将真空熔化的金 属浇入放有顶成形体的型 内后， 内后，用压缩空气或惰性 气体加压实现强制熔浸， 气体加压实现强制熔浸， 叫加压熔浸。 叫加压熔浸。
4.3.2 纤维增强金属基复合材料的制备方法
7.电镀法 7.电镀法 利用电解沉积的原理在纤维表面附着一层金属 而制成金属基复合材料。如：将液态金属放置在电 而制成金属基复合材料。 镀液槽中，在液态金属中放置一卷轴， 镀液槽中，在液态金属中放置一卷轴，在卷轴与液 态金属之间接一直流电源，以金属为阳极， 态金属之间接一直流电源，以金属为阳极，卷轴为 阴极，在金属不断电解的同时， 阴极，在金属不断电解的同时，卷轴以一定速度卷 集附着金属层的纤维。 集附着金属层的纤维。将电镀后的纤维按一定方式 层叠、热压，制成复合材料。 层叠、热压，制成复合材料。
4.3.2 纤维增强金属基复合材料的制备方法
6.等离子喷涂法 6.等离子喷涂法 利用等离子弧向增强材料喷射金属微粒子，从 利用等离子弧向增强材料喷射金属微粒子， 而制备金属基纤维增强复合材料。 而制备金属基纤维增强复合材料。如：将碳化硅连 续纤维缠绕在滚筒上， 续纤维缠绕在滚筒上，用等离子喷涂的方法将铝合 金喷溅在纤维上，然后将碳化硅/ 金喷溅在纤维上，然后将碳化硅/铝合金复合材料 切片堆叠，加压后制成铝基复合材料。 切片堆叠，加压后制成铝基复合材料。
聚合物基复合材料的工艺
3.聚合物基复合材料的工艺（重要）（1）预浸料的制备工艺1.热固性预浸料的制备1）溶液浸渍法。
将树脂基体个组分按规定的比例溶解于低沸点的溶剂中，使之成为一定浓度的溶液，然后将纤维束或织物以规定的速度通过基体溶液，使其浸渍上定量的基体溶液，并通过加热除去溶剂，使树脂得到合适的黏性。
2）热熔法。
分为直接熔融法和胶膜压延法。
2.热塑性预浸料制备。
可分为预浸渍技术与后浸渍技术两类。
（2）手糊成型工艺。
先在磨具上涂刷一层脱膜剂，后加入含固化剂树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。
然后再固化、脱膜、修边，得到复合材料制品。
（3）模压成型工艺。
是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。
是广泛使用的对热固性树脂和热塑性树脂都适用的纤维复合材料成型方法。
（4）喷射成型工艺。
将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧测(或在喷枪内混合)喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上。
持沉积到一定厚度，用手辊滚压，使纤维浸透树脂、压实并除去气泡，最后固化成制品。
（5）连续缠绕工艺。
一种将浸渍了树脂的纱或丝束缠绕在回转芯模上。
常压下在室温或较高温度下固化成型的一种复合材料制造工艺。
是一种生产各种尺寸回转体的简单有效的方法。
（6）注射成型。
将颗粒状树脂、短纤维送入注射腔内，加热熔化、混合均匀，并以一定的挤出压力，注射到温度较低的密闭模具中，经过冷却定型后，开模便得到复合材料制品。
6.陶瓷基复合材料的制备工艺（成型工艺）（1）等静压成型。
一般等静压指的是湿袋式等静压（也叫湿法等静压），就是将粉料装入橡胶或塑料等可变形的容器中，密封后放入液压油或水等流体介质中，加压获得所需的坯体。
（2）热压铸成型。
热压铸成型是将粉料和蜡（或其他有机高分子黏结剂）混合后，加热使蜡（或其他有机高分子黏结剂）熔化，使混合料具有一定流动性，然后将混合料加压注入模具，冷却后即可得到致密的较硬实的坯体。
高性能聚合物基复合材料的制备与性能调控
高性能聚合物基复合材料的制备与性能调控聚合物基复合材料是由聚合物基体和填料相互作用形成的新型材料。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、热稳定性好等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
本文将讨论高性能聚合物基复合材料的制备方法以及如何通过性能调控来提高材料的综合性能。
一、制备方法1.浸涂法：该方法常用于纤维增强复合材料的制备。
首先，将预先处理的纤维浸入聚合物基体中，待基体固化后，形成复合材料。
这种方法制备的材料具有良好的界面结合性能和强度。
2.热塑性复合法：该方法适用于高分子材料的制备。
首先，将填料与聚合物基体混合均匀，然后通过热塑性加工方法，如挤出、注塑等，使复合材料成型。
相比于其他方法，热塑性复合法制备的材料可以实现大规模、高效率的生产。
3.原位聚合法：该方法通过在填料表面进行原位聚合反应来实现聚合物基复合材料的制备。
首先，在填料表面引发聚合反应，形成聚合物基体，然后通过加热或其他处理方式，使基体与填料形成强烈的物理结合。
这种方法制备的材料具有良好的亲和力和增强效果。
二、性能调控1.界面改性：填料与聚合物基体的界面性能直接影响复合材料的综合性能。
通过表面处理、增加界面黏合剂等方式，可以增强界面粘结力，提高复合材料的强度和耐热性能。
2.填料选择：不同填料对复合材料的性能有着不同的影响。
例如，炭纤维填料可以增强材料的强度和刚度，而纳米颗粒填料可以提高材料的硬度和耐磨性能。
因此，在制备复合材料时，根据所需性能选择合适的填料对于提高材料性能至关重要。
3.添加剂调控：通过添加适量的增韧剂、抗氧化剂、阻燃剂等，可以改善聚合物基复合材料的力学性能、耐热性能和阻燃性能。
这种方法在航空航天等领域得到了广泛应用。
4.多组分共混：将两种或多种不同的聚合物基体以及不同的填料进行共混，可以得到具有优秀综合性能的复合材料。
多组分共混方法可以改善材料的力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能等，提高材料的适用范围。
综上所述，高性能聚合物基复合材料的制备与性能调控是一个复杂而关键的过程。
聚合物基复合材料(PMC)
05
PMC的制造设备与工具
预处理设备
混合设备
用于将各种组分（如树脂、填料、增强材料等） 混合均匀，形成预浸料或浆料。
切割和裁剪设备
用于将纤维材料切割成所需的尺寸和形状，以便 与树脂进行混合。
清洁和干燥设备
用于确保所有原材料在使用前都已清洁并干燥。
复合设备
热压成型机
用于将预浸料或浆料在高温和压力下固化，形成复合材料部件。
切割与加工
根据需要，对复合材料进行切割、 打磨、钻孔等加工，以满足实际应 用需求。
质量检测
对复合材料进行外观、尺寸、性能 等方面的检测，确保其符合设计要 求。
03
PMC的性能与优化
力学性能
1 2 3
高强度和刚度
聚合物基复合材料具有较高的抗拉、抗压和抗弯 强度，以及良好的刚性，能够满足各种复杂应力 条件下的应用需求。
复合工艺
层叠铺放
根据设计要求，将预浸料 层叠铺放在模具或制件上。
热压成型
在一定温度和压力下，使 预浸料熔融流动并均匀填 充模具或制件，形成致密 的复合材料。
固化
使聚合物基体在一定温度 和压力下进行固化反应， 形成稳定的复合材料。
后处理工艺
冷却
将热压成型的复合材料缓慢冷却 至室温，防止材料内部产生应力。
聚合物基复合材料 (PMC)
• PMC的概述 • PMC的制造工艺 • PMC的性能与优化 • PMC的设计与选材 • PMC的制造设备与工具 • PMC的市场与发展前景
目录
01
PMC的概述
PMC的定义与特性
定义
聚合物基复合材料（PMC）是由两种或两种以上材料组成的一种复合 材料，其中一种材料为聚合物基体，其他材料为增强剂或填料。
第四章聚合物基复合材料成型工艺
3
第四章 聚合物基复合材料成型工艺
第一节 概述
一、聚台物基复台材料成型工艺的发展概况
我国复合材料工业主要产品为玻璃钢冷却塔、防腐贮罐、管道工 程、卫生洁具、SMC及BMC模压制品、环保设备、汽车部件、游艇及 渔船、运动器材等。
6
第四章 聚合物基复合材料成型工艺
第一节 概述
二、 复合材料成型工艺的选择原则及方法
⑵成型方法选择
一般来讲，产品尺寸精度和外观质量要求高的大批量、中 小型产品，应选择模压成型工艺；大型产品，如渔船、雷达等， 则常采用于糊工艺；压力容器及管道，可采用缠绕成型工艺。
7
第四章 聚合物基复合材料成型工艺
18
第四章 聚合物基复合材料成型工艺
第二节 接触低压成型工艺
二、喷射成型技术(Spray Up Molding)
喷射成型技术是手糊成型的改进，半机械化程度。国外 60年代已有成套喷射设备出售：如美国维纳斯公司生产的HIS 喷 射 成 型 机 ， 英 国 Dowuland 纤 维 树 脂 喷 射 机 ， 瑞 典 的 Aplicator喷射机等。
8
第四章 聚合物基复合材料成型工艺
第二节 接触低压成型工艺
接触低压成型工艺过程: ⑴先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状; ⑵然后施加较低压力或不加压，使树脂浸透增强材料; ⑶再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加工而
获得制品。 属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成
型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型 (低压成型)等。
高性能纳米纤维增强聚合物复合材料的制备与表征
高性能纳米纤维增强聚合物复合材料的制备与表征介绍高性能纳米纤维增强聚合物复合材料是一种具有优异性能和多功能性的新型材料，广泛应用于航空航天、汽车工程、电子设备等领域。
本文将介绍该复合材料的制备过程、性能表征和应用前景。
一、纳米纤维制备纳米纤维是一种由纳米颗粒自组装而成的纤维状结构，其直径通常在1纳米至1000纳米之间。
目前，常用的纳米纤维制备方法有电纺法和溶胶凝胶法。
电纺法是一种将高电压施加到聚合物溶液中，使溶液中的聚合物形成细丝，并通过静电作用拉伸成纳米级纤维的方法。
这种方法制备的纳米纤维具有较高的比表面积和良好的力学性能，适用于增强复合材料。
溶胶凝胶法是通过溶胶中分散纳米颗粒的方法，制备具有纤维状结构的纳米纤维。
溶胶凝胶法制备的纳米纤维可以根据所使用的材料的不同，具有不同的性能和结构特征。
二、聚合物基复合材料制备聚合物基复合材料是将纳米纤维嵌入到聚合物基体中，通过增强效应提高材料的力学性能和热稳定性。
制备聚合物基复合材料的主要方法有浸渍法和层层组装法。
浸渍法是将纳米纤维浸渍到聚合物溶液中，经过固化和烧结等工艺步骤，最终得到具有纳米纤维增强的聚合物基复合材料。
这种方法制备的材料具有较好的界面黏结性和综合力学性能。
层层组装法是将纳米纤维与聚合物交替堆叠在一起，通过静电作用力和化学键等相互作用力进行固定。
层层组装法制备的材料具有多孔性和高度可控性，适用于柔性电子设备和传感器等领域。
三、性能表征高性能纳米纤维增强聚合物复合材料的性能表征是评估其材料性能和与应用相关性能的重要手段。
常用的性能表征方法有力学性能测试、热稳定性测试和微观结构表征。
力学性能测试可以通过拉伸实验、弯曲实验和冲击实验等方法来评估材料的强度、刚度和韧性等性能。
这些测试可以揭示纳米纤维对复合材料增强作用的效果，进一步改善复合材料的性能。
热稳定性测试是通过热分析仪对复合材料在高温条件下的性能进行评估，包括热重分析、差示扫描量热仪测量和热导率测试等。
聚合物基复合材料(PMC)
成型固化工艺（续）
模压成型工艺优缺点
优点：较高的生产效率，制品尺寸准确，表面光洁，
多数结构复杂的制品可一次成型，无需有损制品性能 的二次加工，制品外观及尺寸的重复性好，容易实现 机械化和自动化等。
缺点：模具设计制造复杂，压机及模具投资高。制
品尺寸受设备限制，一般只适合制造批量大的中、小 型制品。
预浸渍技术包括溶液预浸和熔融预浸两种，其特 点是，预浸料中树脂完全浸渍纤维。 后预浸技术包括膜层叠、粉末浸渍、纤维混杂、 纤维混编等，其特点是，预浸料中树脂是以粉末、 纤维、或包层等形式存在，对纤维的完全浸渍要 在复合材料成型过程中完成。
预浸料及预混料制造工艺（续）
对于制造的预浸料，评价和选择要考虑的参数主要是， 纤维与基体类型、预浸料规格(厚度、宽度、单位面 积重量等)、性能指标(如树脂含量、粘性、凝胶时间 等)。 纤维与基体类型是复合材料性能的决定因素，要根据 制件的使用要求(如强度、刚度、耐热性、耐腐蚀性 等)选择不同类型预浸料。 同一类型预浸料，通常有不同规格以满足用户需要。 预浸料厚度一般在0.08一0.25mm，标准厚度为0.13mm； 宽度在25—1500mm。 评价其性能指标包括树脂含量、粘性、凝胶时间、贮 存期、挥发份含量等，是确定复合材料生产工艺、控 制制品质量的重要参数。
预浸料及预混料制造工艺（续）
SMC的生产一般是在专用SMC机组上进行。生产 上，一般先把除增强纤维以外的其它组分配成树脂糊， 再在SMC机组上与增强纤维复合成SMC。
成型固化工艺
复合材料及其制件的成型方法，是根据产品 的外形、结构与使用要求并结合材料的工艺 性来确定的。 已在生产中采用的成型方法有：1）接触成型 类：手糊成型、湿法铺层成型、注射成型；2） 压力成型类：真空袋压法成型、压力袋成型、 热压罐成型、模压成型、层压或卷制成型；3） 其他成型：纤维缠绕成型、拉挤成型、连续 板材成型、热塑性片状模塑料热冲压成型、 树脂注射和树脂传递成型、喷射成型、真空 辅助树脂注射成型、夹层结构成型、挤出成 型、离心浇铸成型等。
聚合物基复合材料及其成型工艺 北京航空航天大学 第4章 热压罐成型工艺
抽真空
隔离材料 复合材料毛 坯 隔离材料 模 具 密封胶带 挡块
1.热压罐工艺原理
热压罐内的气源示意图
z z的待成型构件
构件推入热压罐内
1.热压罐工艺原理
（1）升温速率α1、α2 （2）降温速率β （3）第一恒温平台Tcons1-tcons1 （4）第二恒温平台Tcons2-tcons2 （5）真空压力Pvac （6）外加压力Papp （7）加压时机tapp
罐内温度
要求达到：罐内各点温差≤5oC，升温速率1-8oC/min 可调 罐内温度制度可按树脂体系的固化温度和制件大小确定， 一般为两阶段加温、恒温工艺
热压罐 的冷却
降温过程对复合材料制造质量也有重要影响 循环水冷却，降温速率0.5-6oC/min 可调
3 热压罐系统的组成
罐内 压力 真空 系统
压力可达1.5-2.5MPa，误差不大于0.05MPa 设有安全防爆装置
3 模具材料
一般性要求
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耐温性：180℃长期使用 耐压性：0.7MPa长期使用 升温速率均匀 尺寸精度要求 表面光洁度与硬度要求 能够定位和支撑成型构件 热膨胀系数尽量与复合材料相近
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耐溶剂清洗 便于机械加工 气密性好 重量轻 尺寸与运输空间相容 使用方便，易维护
钢
橡胶
碳纤维 其热膨胀系数与所成型复合材料构件一致，质量轻，材料模量高，模具 刚度大；适用于高精度的大型构件的成型，但材料成本高，耐温低，表 复合材料 面易划伤，有吸湿问题 玻璃纤维 质量轻，材料价格低；但材料模量低，模具刚度差；一般用于简单成型 复合材料 或型面要求不高的结构
3 模具材料－模具的分类
相关术语
复合材料聚合物基复合材料
5.工艺性好。
制造工艺简单，过载时安全性好。
设计性强
由于纤维复合材料的各向异性，与之相关的是性 能的可设计性。由于控制其性能的因素很多，增强剂 类型、基体类型、纤维的排列方向、铺层次层、层数、 成型工艺等都可以根据使用目的和要求不同而进行选 择，因而易于对PMC结构进行最优化设计，做到安全 可靠，经济合理。
•复合材料的破坏有明显预兆，可以在事先检 测出来，而金属的疲劳破坏则是突发性的。
•复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹的 扩展，其疲劳总是从纤维的薄弱环节开始， 裂纹扩展或损伤逐步进行，时间长，所以破 坏前有明显的预兆。
3.阻尼减振性好
受力结构的自振频率除了与结构本身形状 有关外，还同结构材料的比模量平方根成 正比。所以复合材料有较高的自振频率。
聚合物基复合材料在中国的发展
中国的复合材料起始于1958年，首先用于军工制 品，而后逐渐扩展到民用。
1958年以手糊工艺研制了玻璃钢艇，以层压 和卷制工艺研制玻璃钢板、管和火箭弹。 1961年研制成用于远程火箭的玻璃纤维-酚 醛树脂烧蚀防热弹头。 1962年引进不饱和聚酯树脂、喷射成型和蜂 窝夹层结构成型技术，并制造了玻璃钢的直 升机螺旋桨叶和风洞叶片，同年开始纤维缠 绕工艺研究并生产出一批氧气瓶等压力容器。
同时，复合材料基体与纤维的界面有较大 的吸收振动能量的能力，致使材料的振动 阻尼较高，一旦振起来，在短时间内也能 停下来。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。