聚合物基復合材料ppt課件

1、聚合物基復合資料：以聚合物為基體的復合資料聚合物基復合資料：以聚合物為基體的復合資料聚合物基復合資料是復合資料中研討最早、開展最快的一聚合物基復合資料是復合資料中研討最早、開展最快的一類復合資料。在現代復合資料領域中占有重要的位置，在國民類復合資料。在現代復合資料領域中占有重要的位置，在國民經濟建立中發(fā)揚了越來越重要的作用。經濟建立中發(fā)揚了越來越重要的作用。分類分類復合資料復合資料加強纖維種類加強纖維種類玻璃纖維加強型玻璃纖維加強型碳纖維加強型碳纖維加強型芳綸纖維加強型芳綸纖維加強型基體資料性能基體資料性能通用型通用型耐化學介質腐蝕型耐化學介質腐蝕型耐高溫型耐高溫型復合資料成型復合資料成型固化

2、方式固化方式常溫常壓固化成型常溫常壓固化成型高溫加壓固化成型高溫加壓固化成型阻燃型阻燃型聚合物基體的聚合物基體的構造方式構造方式熱固性樹脂基復合資料熱固性樹脂基復合資料熱塑性樹脂基復合資料熱塑性樹脂基復合資料COO不飽和聚酯：含有非芳族的不飽和鍵不飽和聚酯：含有非芳族的不飽和鍵,由不飽和二元羧酸或由不飽和二元羧酸或酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與多元醇縮聚而成的具有酯鍵酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與多元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的相對分子質量不高的線型高分子化合物。和不飽和雙鍵的相對分子質量不高的線型高分子化合物。ROCHCH2OCH2CHCH2OOCROCH2CHCH2ONRRRCHCHOR C

3、HCHRORCHCHCHCHOCHCHCHCHOOH苯酚苯酚 COHH甲醛甲醛CH2CH2nCH2CHCH3nCH2CHnCH2CHClCH2OnCH2CH2HOOCOCOOnOCHCH3CH3OCOnCH2CH2HOOHHOCOCOHO+聚合物基復合資料的制造把復合資料的制造和產品的制聚合物基復合資料的制造把復合資料的制造和產品的制造交融為一體。造交融為一體。根據加強體和基體資料種類的不同，需求運用不同的制根據加強體和基體資料種類的不同，需求運用不同的制造工藝和方法。造工藝和方法。根據基體資料的不同分類：根據基體資料的不同分類：熱固性樹脂復合資料的制造方法：手糊成型法、噴涂成熱固性樹脂復合資

4、料的制造方法：手糊成型法、噴涂成型法、緊縮成型法、注射成型法、型法、緊縮成型法、注射成型法、SMC緊縮成型法、緊縮成型法、RTM成型法成型法(注射成型法注射成型法)等。等。熱塑性復合資料的制造方法：緊縮成型法、注射成型法、熱塑性復合資料的制造方法：緊縮成型法、注射成型法、RTM成型法、真空熱壓成型法、延續(xù)纏繞成型法等。成型法、真空熱壓成型法、延續(xù)纏繞成型法等。具有線型或支鏈型構造的具有線型或支鏈型構造的一類有機高分子化合物。一類有機高分子化合物。受熱軟化受熱軟化(或熔化或熔化)，冷卻，冷卻變硬，可反復進展變硬，可反復進展(1) 手糊成型法手糊成型法 聚合物基復合資料制造的最根本的方法。多用于玻

5、璃纖維聚合物基復合資料制造的最根本的方法。多用于玻璃纖維/聚酯樹脂復合資料的產品制造。如浴缸、船艇、房屋設備等。聚酯樹脂復合資料的產品制造。如浴缸、船艇、房屋設備等。 在根據產品的外形制造的底模上，先涂一層不粘膠或鋪一層在根據產品的外形制造的底模上，先涂一層不粘膠或鋪一層不粘布或不粘薄膜等，然后鋪一層玻璃纖維布，再用刷子或滾不粘布或不粘薄膜等，然后鋪一層玻璃纖維布，再用刷子或滾輪等工具將樹脂涂抹在玻璃纖維布上，使樹脂均勻地浸透在玻輪等工具將樹脂涂抹在玻璃纖維布上，使樹脂均勻地浸透在玻璃纖維布里。反復此過程直到到達產品要求的厚度。然后將鋪璃纖維布里。反復此過程直到到達產品要求的厚度。然后將鋪層完

6、成后的制品送進固化爐實現固化。層完成后的制品送進固化爐實現固化。不粘處置不粘處置手工鋪層、涂抹手工鋪層、涂抹固化固化脫模脫模底模的制造底模的制造根本制造工藝：根本制造工藝：手工成型法的特點：所用工具和工藝設備簡單，本錢手工成型法的特點：所用工具和工藝設備簡單，本錢低，能用長纖維布或短纖維布，能順應各種外形產品的成型。低，能用長纖維布或短纖維布，能順應各種外形產品的成型。由于以人工為主，消費效率低，不易實行大量消費，僅適于由于以人工為主，消費效率低，不易實行大量消費，僅適于小數量產品的制造。小數量產品的制造。(2) 噴涂成型法噴涂成型法 利用高壓空氣將樹脂系統和短切纖維從噴槍上不同噴利用高壓空氣

7、將樹脂系統和短切纖維從噴槍上不同噴嘴同時噴出并堆積在模具面上，室溫固化成型得到制品。嘴同時噴出并堆積在模具面上，室溫固化成型得到制品。運用的主要工具是一桿能自動切斷纖維并噴出切斷的短纖運用的主要工具是一桿能自動切斷纖維并噴出切斷的短纖維和樹脂的自動化噴槍。維和樹脂的自動化噴槍。底模的制造底模的制造不粘處置不粘處置噴涂積層噴涂積層固化固化脫模脫模根本制造工藝：根本制造工藝： 噴涂成型法省略了人工鋪層涂抹的過程，易于實現自動噴涂成型法省略了人工鋪層涂抹的過程，易于實現自動控制消費，可成型較為復雜外形的制品，但僅適用于制造短控制消費，可成型較為復雜外形的制品，但僅適用于制造短纖維加強復合資料制品，且

8、需求專門的放射機，施工中資料纖維加強復合資料制品，且需求專門的放射機，施工中資料浪費較大。浪費較大。 緊縮成型法的根本概念緊縮成型法的根本概念(a) 將纖維和樹脂等放入底模將纖維和樹脂等放入底模 (b)加熱、加壓后成型加熱、加壓后成型根據基體資料的不同，需采用不同的加壓、加熱過程；根據基體資料的不同，需采用不同的加壓、加熱過程；將纖維和樹脂等放入底模時，需求預成型將纖維和樹脂等放入底模時，需求預成型(預成型機預成型機)需求的設備：壓力機需求的設備：壓力機(油壓機或水壓機等油壓機或水壓機等)、預成型、預成型機、固化爐等機、固化爐等特點：可制造大型產品，含纖維量高的產品、高強特點：可制造大型產品，

9、含纖維量高的產品、高強度產品，短纖維加強復合資料用得較多。度產品，短纖維加強復合資料用得較多。底模的制造底模的制造不粘處置不粘處置放入纖維和樹脂放入纖維和樹脂固化固化脫模脫模熱壓熱壓根本制造工藝：根本制造工藝： 注射成型是先將底模固定、預熱、然后利用注射機械注射成型是先將底模固定、預熱、然后利用注射機械在一定的壓力條件下，經過一注入口將纖維和樹脂等一同在一定的壓力條件下，經過一注入口將纖維和樹脂等一同擠壓入模型內使之成型。擠壓入模型內使之成型。注射成型法的根本概念注射成型法的根本概念根本制造工藝：根本制造工藝：底模的制造底模的制造不粘處置不粘處置底模的緊固底模的緊固固化固化脫模脫模注入纖維和樹

10、脂注入纖維和樹脂注射成型法的特點：易于實現自動化，易于實現大批消費。注射成型法的特點：易于實現自動化，易于實現大批消費。注射成型法制造的產品的纖維含有量不高，普通注射成型法制造的產品的纖維含有量不高，普通(體積分數體積分數)為為20% 50%，多數在，多數在20% 40%之內。由于纖維和樹脂的混合之內。由于纖維和樹脂的混合物在模型內的流動引起纖維的陳列，產品的強度分布不均勻。物在模型內的流動引起纖維的陳列，產品的強度分布不均勻。注射機的注射口由于和纖維的摩擦易于磨損。注射機的注射口由于和纖維的摩擦易于磨損。SMC緊縮成型法的特點：以未固化的玻璃纖維緊縮成型法的特點：以未固化的玻璃纖維/樹脂樹脂

11、預制片為原資料，消費工序大為減少，易于實現自動化，預制片為原資料，消費工序大為減少，易于實現自動化，易于大批量消費。易于大批量消費。根本設備：壓力機根本設備：壓力機(液壓機液壓機)和片材裁剪機。和片材裁剪機。成型過程：先將裁剪、計量好的成型過程：先將裁剪、計量好的SMC片材置放入預熱片材置放入預熱好的模型中，然后逐漸加熱、加壓使預制片流動，直至充溢好的模型中，然后逐漸加熱、加壓使預制片流動，直至充溢模型內部各處后，再加熱、加壓固化。模型內部各處后，再加熱、加壓固化。SMC緊縮成型法的根本概念緊縮成型法的根本概念(a) 將將SMC片材放入模型片材放入模型 (b) 加壓，加熱后加壓，加熱后底模的制

12、造底模的制造不粘處置不粘處置熱壓成型熱壓成型SMC的制造的制造固化固化脫模脫模計量、放入計量、放入SMC片材片材裁剪裁剪SMC片材片材根本成型工藝：根本成型工藝：SMC緊縮成型法消費的產品尺寸精度高、外表光滑、緊縮成型法消費的產品尺寸精度高、外表光滑、強度較高。但其初期設備投資較大，適用于大批量消費。強度較高。但其初期設備投資較大，適用于大批量消費。電器產品，汽車的復合資料產品多用這一成型法制造。電器產品，汽車的復合資料產品多用這一成型法制造。5. RTM (Resin Transfer Molding)成型法成型法 RTM成型法是一種樹脂注入成型法。成型法是一種樹脂注入成型法。 制造工藝主要

13、分五步：制造工藝主要分五步：(1)加強纖維的預成形片材的制造；加強纖維的預成形片材的制造；(2)將纖維的預成形片材鋪設在模型中；將纖維的預成形片材鋪設在模型中；(3)給模型加壓，使鋪給模型加壓，使鋪設的纖維的預成形片材在模型內按產品外形預成形；設的纖維的預成形片材在模型內按產品外形預成形；(4)利用利用低壓低壓(約約0.45 MPa)，將樹脂注入模型，使樹脂均勻地浸透到纖，將樹脂注入模型，使樹脂均勻地浸透到纖維的預成形片材中；維的預成形片材中；(5)在模型內加熱固化。在模型內加熱固化。RTM成型法的根本概念表示圖成型法的根本概念表示圖(a) 纖維的預成形片材的制造纖維的預成形片材的制造 (b)

14、纖維的預成形片材的鋪設纖維的預成形片材的鋪設(c)預壓成形預壓成形 (d)注入樹脂注入樹脂RTM成型法與注射成型法相比特點：成型法與注射成型法相比特點： 注射成型法：將纖維和樹脂的混合物一同注入空的模型注射成型法：將纖維和樹脂的混合物一同注入空的模型中，僅適用于短纖維復合資料制品。中，僅適用于短纖維復合資料制品。 RTM成型法：先將纖維的預成形片材在模型中預成形后，成型法：先將纖維的預成形片材在模型中預成形后，注入樹脂使之一體化，多用于長纖維復合資料制品。注入樹脂使之一體化，多用于長纖維復合資料制品。 RTM成形法優(yōu)點：本錢低，產品尺寸外形穩(wěn)定，質量高，成形法優(yōu)點：本錢低，產品尺寸外形穩(wěn)定，質

15、量高，可順應多種熱固化樹脂和熱塑性樹脂，可順應兩種以上的不可順應多種熱固化樹脂和熱塑性樹脂，可順應兩種以上的不同加強纖維的組合復合資料的型，也可順應多種二維編織和同加強纖維的組合復合資料的型，也可順應多種二維編織和三維編織的復合資料制品的型。三維編織的復合資料制品的型。6. 真空熱壓成型法真空熱壓成型法(Autoclaved Molding, Hot Press Molding) 是一種用于先進長纖維復合資料的成型法。是一種用于先進長纖維復合資料的成型法。 運用未固化的碳纖維運用未固化的碳纖維/樹脂等預制片作為原資料，樹脂等預制片作為原資料，然后經過鋪層、真空包袋、抽真空、加熱加壓等過程使然后

16、經過鋪層、真空包袋、抽真空、加熱加壓等過程使產品固化成型。產品固化成型。 與以上的成型法不同，真空熱壓成型法是一種將纖與以上的成型法不同，真空熱壓成型法是一種將纖維的樹脂浸漬過程和復合資料的成形完全分開的一種成維的樹脂浸漬過程和復合資料的成形完全分開的一種成型法。型法。真空熱壓成型法的加熱、加壓的設備：加熱、加壓釜；真空熱壓成型法的加熱、加壓的設備：加熱、加壓釜；熱壓機。熱壓機。特點：消費本錢較高，產品的質量高，孔隙率低。宇特點：消費本錢較高，產品的質量高，孔隙率低。宇宙航空工業(yè)的產品多采用此成型法制造。宙航空工業(yè)的產品多采用此成型法制造。預制片的制造預制片的制造底模的制造底模的制造(平板以外的產品平板以外的產品)不粘處置不粘處置真空包袋真空包袋熱壓成型固化熱壓成型固化脫模脫模鋪層鋪層根本成型工藝流程：根本成型工藝流程：7. 纏繞成形法纏繞成形法一種制造筒狀復合資料制品的特殊方法。一