玻璃鋼的制備及力學(xué)性能測(cè)試

1、玻璃鋼的制備及力學(xué)性能測(cè)試姓名 : 他雪峰學(xué)號(hào)：130242119手糊成型工藝屬于低壓成型工藝，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，見效快，有時(shí)還可以現(xiàn)場(chǎng)制作某些制品，方便運(yùn)輸，所以在經(jīng)常被用來(lái)解決一些臨時(shí)的單件的生產(chǎn)問(wèn)題。手糊成型工藝的最大特點(diǎn)是靈活，適宜于多品種小批量生產(chǎn)，復(fù)合材料專業(yè)的學(xué)生掌握手糊工藝技術(shù)很有必要。一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.選擇適合的樹脂配方；2.掌握手糊成型工藝的技術(shù)要點(diǎn)操作流程和技巧；3.合理剪裁玻璃布和鋪設(shè)玻璃布；4.進(jìn)一步理解不飽和聚酯樹脂和膠衣樹脂配方凝膠脫模強(qiáng)度富樹脂層等物理概念和實(shí)際意義；5.復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征與力學(xué)性能測(cè)試；二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.選擇適合的樹脂配方；2.按制作要求剪裁玻璃布

2、；3.手糊工藝操作；4.脫模并修毛邊，如有可能還可裝飾美化；5.對(duì)自己手糊制品進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試；三實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)選擇合理的配方合理的固化制度。不飽和聚酯樹脂中的苯乙烯既是稀釋劑又是交聯(lián)劑，在固化過(guò)程中不放出小分子，所以手糊制品幾乎90%是采用不飽和聚酯樹脂。四實(shí)驗(yàn)儀器和藥品1.手糊工具：輥?zhàn)用⒐蔚叮?.模具制作：盒子刮本砂紙木工工具；3.樹脂引發(fā)劑促進(jìn)劑顏料脫膜膏等；五實(shí)驗(yàn)步驟1選擇一個(gè)合理的樹脂配方和固化制度（ 1）對(duì)所用樹脂配方最重要的要求有兩條：一是在加熱過(guò)程和固化反應(yīng)中不揮發(fā)或不放出可揮發(fā)的小分子； 二是溫度在 Tg 下它的粘度較小， 或隨溫度逐漸升高粘度變大緩慢， 否則，得不到好

3、的樹脂澆注體樣品。（ 2）配方：不飽和聚酯樹脂 100 份（質(zhì)量份），固化劑 3 份（質(zhì)量份），促進(jìn)劑 2 份（質(zhì)量份）。（ 3）固化制度：手糊完成以后，固定好固化模具，放在室溫條件下固化一周使其成型。2.固化模具、脫模劑、表面粘、玻璃布的準(zhǔn)備我們此次手糊成型采用兩塊正方形鋼板作為模具，脫模具采用聚酯薄膜，裁剪聚酯薄膜時(shí)比鋼板寬12cm ，而表面粘和玻璃布跟鋼板寬度相當(dāng)。3手糊成形試驗(yàn)操作（1）在一片鋼板上鋪上聚酯薄膜。（2）配制膠衣樹脂（按不飽和聚酯樹脂常規(guī)配方，膠衣樹脂也是不飽和聚酯樹脂的一種），首先在模具表面涂刷一層膠衣樹脂，保證400g/m2 500g/m2 的用量，稍候，觀察膠衣樹脂

4、即將凝膠時(shí)，將表面氈輕輕鋪放于模具表面，注意不要使表面氈過(guò)分變形，以貼合為宜。m (膠衣樹脂 ) S（模具） 400g/ m246g（3）取引發(fā)劑（1.38g）與不飽和聚酯樹脂 ( 46g) 按比例配合攪勻， 然后再加入促進(jìn)劑( 0.92g) ，攪勻，馬上淋澆在表面氈上，并用毛刷正壓（不要用力刷涂，以免表面氈走樣），使樹脂浸透表面氈，觀察不應(yīng)有明顯氣泡。這一層是富樹脂層，一般應(yīng)保證65%以上的樹脂含量。（4）待表面氈和樹脂凝膠時(shí)馬上鋪上第一層玻璃布，并立即涂刷樹脂， 一般樹脂含量約50%：緊接著第二層第三層依次重復(fù)操作，注意玻璃布接縫錯(cuò)開位置，每層之間都不應(yīng)有明顯氣泡，即不應(yīng)有直徑1mm 以上

5、的氣泡。（5）最后外層是否需要使用表面氈應(yīng)視制品要求。（6）手糊完畢后需待玻璃鋼達(dá)一定強(qiáng)度后才能脫模，這個(gè)強(qiáng)度定義為能使脫模操作順利進(jìn)行而制品形狀和使用強(qiáng)度不受損壞的起碼強(qiáng)度，低于這個(gè)強(qiáng)度而脫模就會(huì)造成損壞或變形。通常氣溫在15 25 24h 即可脫模； 30以上10h 形狀簡(jiǎn)單的制品可脫脂：氣溫低于15則需要加熱升溫固化后再脫模。（7）修毛邊，并美化裝飾。4玻璃鋼力學(xué)性能測(cè)試4.1 我們采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試所制作復(fù)合材料的力學(xué)性能。（1）開機(jī)：試驗(yàn)機(jī) - 打印機(jī) - 計(jì)算機(jī)注意：每次開機(jī)后，最好要預(yù)熱10min ，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，再進(jìn)行試驗(yàn)工作。若剛剛關(guān)機(jī)，需要再開機(jī)，至少保證1 分鐘的時(shí)間

6、間隔。（ 2） 雙擊電腦桌面實(shí)驗(yàn)軟件快捷鍵，進(jìn)入試驗(yàn)軟件，選擇好聯(lián)機(jī)的用戶名和密碼，選擇對(duì)應(yīng)的傳感器及引伸計(jì)后點(diǎn)擊“聯(lián)機(jī)”（ 3） 根據(jù)試樣情況準(zhǔn)備好夾具，若夾具已安裝到試驗(yàn)機(jī)上，則對(duì)夾具進(jìn)行檢查，并根據(jù)試樣的長(zhǎng)度及夾具的間距設(shè)置好限位裝置。（ 4） 點(diǎn)擊“試驗(yàn)部分”里的新試驗(yàn)，選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方案（試驗(yàn)方案的設(shè)置參照軟件說(shuō)明書），輸入試樣的原始用戶參數(shù)尺寸等，多根試樣直接按回車鍵生成新記錄。（5）夾好試樣 （有需使用引伸計(jì)或大變形時(shí)也應(yīng)相應(yīng)正確安裝），在夾好試樣一端后，力值清零（點(diǎn)擊力窗口的“清零”按鈕）再夾另一端（6）點(diǎn)擊“開始” ，開始自動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)自動(dòng)結(jié)束后，軟件顯示試驗(yàn)結(jié)果。（7）如有

7、下一根試樣，則重復(fù)上述56 步驟。（ 8） 試驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊“生成報(bào)告” , 打印試驗(yàn)報(bào)告。（ 9） 關(guān)閉試驗(yàn)窗口及軟件。（ 10） 關(guān)機(jī)：試驗(yàn)軟件 - 試驗(yàn)機(jī) - 打印機(jī) - 計(jì)算機(jī)4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析Tab.1 各向同性和正交各向異性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸性能的測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1040.4-2006x% 應(yīng)變標(biāo)距夾具間初始距厚度窄部分寬度離0. (第 1根)25 mm115 mm2.25 mm0.(第 2根 )25 mm115 mm2.17 mm0.(第 3根 )25 mm115 mm2.01 mm拉伸彈性模量拉伸斷裂應(yīng)力拉伸強(qiáng)度 M屈服拉伸應(yīng)變EtByMPaMPaMPa第 1

8、根798.2661.0961.09第 2根484.3456.8056.805.42第 3根586.6187.6787.6710002.5257/960.8329003.6423/849.2944800800700)600)N600(Ne(500uelualVa400dVa400doaLoL300200200100000.00.40.81.21.62.02.42.80.00.51.01.52.02.53.03.54.0Fig.1PositionValue(mm)Fig.2 PositionValue(mm)14004.45635/126012001000)N800(eulaVd600aoL400

9、20000.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0Fig.3 PositionValue(mm)如上圖所示，圖1， 2,3 分別代表著第1,2,3根玻璃纖維增強(qiáng)不飽和樹脂復(fù)合材料試樣的力學(xué)性能數(shù)值，從整體上看，玻纖復(fù)材都比較脆，只有第二根有屈服拉伸應(yīng)變，其余的兩根直接從大致的彈性狀態(tài)直至拉伸到了斷裂狀態(tài)，而沒有發(fā)生塑性變形。這三根試樣當(dāng)中，又?jǐn)?shù)第三根的力學(xué)性能最為優(yōu)異，其拉伸彈性模量達(dá)到586.61 MPa ，拉伸斷裂應(yīng)力為87.67MPa，拉伸強(qiáng)度達(dá)到 87.67 MPa，整體力學(xué)性能超過(guò)第們手糊成型制作的復(fù)材力學(xué)性能數(shù)據(jù)分布沒有均一性，1,2 根。同時(shí)也看出了一個(gè)問(wèn)題是我較為分散， 它表示我們的產(chǎn)品質(zhì)量并不樂觀。六. 思考題1.什么是富樹脂層？它起什么作用？制品