第四章聚合物基體復(fù)合材料

1、基體的作用基體的作用 l將纖維粘合成整體并使纖維位置固定，在纖維間將纖維粘合成整體并使纖維位置固定，在纖維間傳遞載荷，并使載荷均衡；傳遞載荷，并使載荷均衡；l基體決定復(fù)合材料的一些性能。如復(fù)合材料的高基體決定復(fù)合材料的一些性能。如復(fù)合材料的高溫使用性能溫使用性能( (耐熱性耐熱性) )、橫向性能、剪切性能、耐、橫向性能、剪切性能、耐介質(zhì)性能介質(zhì)性能( (如耐水、耐化學(xué)品性能如耐水、耐化學(xué)品性能) )等；等；l基體決定復(fù)合材料成型工藝方法以及工藝參數(shù)選基體決定復(fù)合材料成型工藝方法以及工藝參數(shù)選擇等。擇等。l基體保護(hù)纖維免受各種損傷。基體保護(hù)纖維免受各種損傷。 第四章第四章 聚合物基復(fù)合材料聚合物

2、基復(fù)合材料聚合物基體介紹聚合物基體介紹聚合物基復(fù)合材料種類(lèi)和性能聚合物基復(fù)合材料種類(lèi)和性能聚合物基復(fù)合材料制備工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聚合物基復(fù)合材料制備工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聚合物基復(fù)合材料的應(yīng)用聚合物基復(fù)合材料的應(yīng)用本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容聚合物基體的復(fù)合材料即以聚合物為基體的復(fù)合聚合物基體的復(fù)合材料即以聚合物為基體的復(fù)合材料，是結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中發(fā)展最早、研究最多、材料，是結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中發(fā)展最早、研究最多、應(yīng)用最廣、規(guī)模最大的一類(lèi)。應(yīng)用最廣、規(guī)模最大的一類(lèi)。目前，全世界的所有復(fù)合材料生產(chǎn)中，聚合物復(fù)目前，全世界的所有復(fù)合材料生產(chǎn)中，聚合物復(fù)合材料占合材料占90%以上。世界的聚合物復(fù)合材料生產(chǎn)以上。世界的聚合物

3、復(fù)合材料生產(chǎn)量的發(fā)展平均增長(zhǎng)率為量的發(fā)展平均增長(zhǎng)率為50%世界聚合物復(fù)合材料生產(chǎn)量分布，歐洲共同體和世界聚合物復(fù)合材料生產(chǎn)量分布，歐洲共同體和美國(guó)各占美國(guó)各占1/3，日本占，日本占1/10。 4.1 聚合物基體聚合物基體聚合物又稱(chēng)高分子化合物，一般是指相對(duì)分子聚合物又稱(chēng)高分子化合物，一般是指相對(duì)分子量在量在104以上，主要以共價(jià)鍵結(jié)合的一類(lèi)化合物。以上，主要以共價(jià)鍵結(jié)合的一類(lèi)化合物。例如：例如：纖維素纖維素、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、蠶絲蠶絲、橡膠橡膠、淀粉淀粉等等天然高分子化合物天然高分子化合物，以及以高聚物為基礎(chǔ)的，以及以高聚物為基礎(chǔ)的合合成材料成材料，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、，如各種塑料，合

4、成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等涂料與粘接劑等 固態(tài)高聚物的性能固態(tài)高聚物的性能l高聚物特征溫度：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高聚物特征溫度：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)Tm和粘流溫度和粘流溫度Tf。 l高分子材料的柔順性高分子材料的柔順性 l聚合物的機(jī)械性能聚合物的機(jī)械性能 l聚合物的電絕緣性、絕熱、隔音性能聚合物的電絕緣性、絕熱、隔音性能 l聚合物的老化聚合物的老化 熱塑性聚合物狀態(tài)與溫度的關(guān)系熱塑性聚合物狀態(tài)與溫度的關(guān)系1非晶態(tài)聚合物的溫度非晶態(tài)聚合物的溫度- 形變曲線形變曲線 2結(jié)晶態(tài)聚合物的溫度結(jié)晶態(tài)聚合物的溫度- 形變曲線形變曲線 聚合物基體介紹聚合物基體介紹 熱固性基體熱固性基體 熱塑性基

5、體熱塑性基體通常為分子量較小的液態(tài)或固態(tài)預(yù)聚體，經(jīng)加熱或加固化通常為分子量較小的液態(tài)或固態(tài)預(yù)聚體，經(jīng)加熱或加固化劑發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)并經(jīng)過(guò)凝膠化和固化階段后，形成不劑發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)并經(jīng)過(guò)凝膠化和固化階段后，形成不溶、不熔的三維網(wǎng)狀高分子溶、不熔的三維網(wǎng)狀高分子熱固性樹(shù)脂在初始階段流動(dòng)性很好、粘度低，容易浸透增熱固性樹(shù)脂在初始階段流動(dòng)性很好、粘度低，容易浸透增強(qiáng)體，同時(shí)工藝過(guò)程比較容易控制。這些樹(shù)脂幾乎適合于強(qiáng)體，同時(shí)工藝過(guò)程比較容易控制。這些樹(shù)脂幾乎適合于各種類(lèi)型的增強(qiáng)體。各種類(lèi)型的增強(qiáng)體。 包括包括不飽合聚酯樹(shù)脂不飽合聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂 熱固性基體熱固性基體主鏈上同

6、時(shí)具有重復(fù)酯鍵及不飽和雙鍵的一主鏈上同時(shí)具有重復(fù)酯鍵及不飽和雙鍵的一類(lèi)聚合物。不飽和聚酯的種類(lèi)很多，按化學(xué)類(lèi)聚合物。不飽和聚酯的種類(lèi)很多，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為順酐型、丙烯酸型、和丙烯結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為順酐型、丙烯酸型、和丙烯酸環(huán)氧酯型聚酯樹(shù)脂。不飽和聚酯樹(shù)脂在熱酸環(huán)氧酯型聚酯樹(shù)脂。不飽和聚酯樹(shù)脂在熱固性樹(shù)指中是工業(yè)化較早，產(chǎn)量較多的一類(lèi)，固性樹(shù)指中是工業(yè)化較早，產(chǎn)量較多的一類(lèi)，它主要應(yīng)用于玻璃纖維復(fù)合材料它主要應(yīng)用于玻璃纖維復(fù)合材料 不飽合聚酯樹(shù)脂不飽合聚酯樹(shù)脂可以通過(guò)手糊、模壓、纏繞、拉擠等各種工藝制備復(fù)合可以通過(guò)手糊、模壓、纏繞、拉擠等各種工藝制備復(fù)合材料?？筛鶕?jù)制品性能要求和成型工藝方法來(lái)選

7、擇不同材料?？筛鶕?jù)制品性能要求和成型工藝方法來(lái)選擇不同牌號(hào)的樹(shù)脂。牌號(hào)的樹(shù)脂。 固化時(shí)收縮率較大，預(yù)浸料貯存期限短，含苯乙烯，有刺固化時(shí)收縮率較大，預(yù)浸料貯存期限短，含苯乙烯，有刺激性氣體，長(zhǎng)期接觸對(duì)身體健康不利。樹(shù)脂的耐熱性差。激性氣體，長(zhǎng)期接觸對(duì)身體健康不利。樹(shù)脂的耐熱性差。但價(jià)格便宜、制備工藝性好。但價(jià)格便宜、制備工藝性好。 不飽合聚酯樹(shù)脂特點(diǎn)不飽合聚酯樹(shù)脂特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于電器、建筑、防腐、交通等諸多領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于電器、建筑、防腐、交通等諸多領(lǐng)域。 環(huán)氧樹(shù)脂（環(huán)氧樹(shù)脂（EP）凡是含有二個(gè)以上環(huán)氧基的化合物統(tǒng)稱(chēng)為環(huán)氧凡是含有二個(gè)以上環(huán)氧基的化合物統(tǒng)稱(chēng)為環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂 在所有的環(huán)氧樹(shù)脂中，工業(yè)

8、上用得最廣泛的是雙在所有的環(huán)氧樹(shù)脂中，工業(yè)上用得最廣泛的是雙酚酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量的型環(huán)氧樹(shù)脂，占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量的90 %。環(huán)。環(huán)氧樹(shù)脂本身是熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，必須向樹(shù)脂中氧樹(shù)脂本身是熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，必須向樹(shù)脂中加入固化劑，進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)加入固化劑，進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物后（熱固性樹(shù)脂）。的高聚物后（熱固性樹(shù)脂）。 1 1）工藝性好。室溫操作、固化劑種類(lèi)多，適用）工藝性好。室溫操作、固化劑種類(lèi)多，適用期、粘度、與固化時(shí)間均可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。期、粘度、與固化時(shí)間均可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。2 2）良好的粘合性。）良好的粘合性。-OH, - C-O-C-使

9、使EPEP可形成可形成H鍵等；鍵等； 3 3） 收縮性小。收縮性小。 4 4） 化學(xué)穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好。苯環(huán)與脂肪羥基不受堿的侵蝕，且耐酸。苯環(huán)與脂肪羥基不受堿的侵蝕，且耐酸。 環(huán)氧樹(shù)脂（環(huán)氧樹(shù)脂（EP）特點(diǎn)）特點(diǎn) 單純的環(huán)氧樹(shù)脂固化后脆性較高，常向體系中加單純的環(huán)氧樹(shù)脂固化后脆性較高，常向體系中加入增韌劑，改善樹(shù)脂的抗沖擊強(qiáng)度和耐熱沖擊性入增韌劑，改善樹(shù)脂的抗沖擊強(qiáng)度和耐熱沖擊性能，減少固化時(shí)的反應(yīng)熱和收縮率。但增韌劑的能，減少固化時(shí)的反應(yīng)熱和收縮率。但增韌劑的加入會(huì)降低樹(shù)脂的耐熱性、電性能、耐化學(xué)腐蝕加入會(huì)降低樹(shù)脂的耐熱性、電性能、耐化學(xué)腐蝕性能及某些力學(xué)性能。目前環(huán)氧樹(shù)脂的增韌途徑性

10、能及某些力學(xué)性能。目前環(huán)氧樹(shù)脂的增韌途徑有：橡膠彈性增韌、熱塑性樹(shù)脂增韌、熱致液晶有：橡膠彈性增韌、熱塑性樹(shù)脂增韌、熱致液晶增韌、核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌、剛性納米粒子增韌增韌、核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌、剛性納米粒子增韌等。等。酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂(PF)由酚類(lèi)由酚類(lèi)（苯酚、甲酚、二甲酚等）和醛類(lèi)（甲醛、由酚類(lèi)由酚類(lèi)（苯酚、甲酚、二甲酚等）和醛類(lèi)（甲醛、乙醛、糠醛等），在酸或堿催化劑作用下縮聚而成的樹(shù)脂乙醛、糠醛等），在酸或堿催化劑作用下縮聚而成的樹(shù)脂的統(tǒng)稱(chēng)。主要是苯酚和甲醛的縮聚物。的統(tǒng)稱(chēng)。主要是苯酚和甲醛的縮聚物。特點(diǎn)：特點(diǎn)：價(jià)格低廉、合成方便、固化后具有一些特殊性能，如價(jià)格低廉、合成方便、固化后具有一些

11、特殊性能，如良好的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性、低發(fā)煙和耐熱性，尤其是瞬時(shí)耐良好的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性、低發(fā)煙和耐熱性，尤其是瞬時(shí)耐高溫?zé)g性能。缺點(diǎn)是粘附性差；耐堿性差；固化后較脆高溫?zé)g性能。缺點(diǎn)是粘附性差；耐堿性差；固化后較脆 主要應(yīng)用于膠粘劑、涂料及布、紙、玻璃布的層壓復(fù)合材主要應(yīng)用于膠粘劑、涂料及布、紙、玻璃布的層壓復(fù)合材料等。料等。 常用的熱固性樹(shù)脂其它物理性能常用的熱固性樹(shù)脂其它物理性能熱固性高聚物熱固性高聚物一直在連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材一直在連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料中占統(tǒng)治地位。不飽合聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂主料中占統(tǒng)治地位。不飽合聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂主要用于玻璃增強(qiáng)塑料，其中聚酯樹(shù)脂用量最大，要

12、用于玻璃增強(qiáng)塑料，其中聚酯樹(shù)脂用量最大，約占總量的約占總量的80，而環(huán)氧樹(shù)脂則一般用作耐腐蝕而環(huán)氧樹(shù)脂則一般用作耐腐蝕性或先進(jìn)復(fù)合材料基體。性或先進(jìn)復(fù)合材料基體。 傳統(tǒng)的聚合物基體，固化前熱固性樹(shù)脂粘度很傳統(tǒng)的聚合物基體，固化前熱固性樹(shù)脂粘度很低，宜于在常溫常壓下浸漬纖維，并在較低的低，宜于在常溫常壓下浸漬纖維，并在較低的溫度和壓力下固化成型；固化后具有良好的耐溫度和壓力下固化成型；固化后具有良好的耐藥品性和抗蠕變性。缺點(diǎn)是熱固性樹(shù)脂所用的藥品性和抗蠕變性。缺點(diǎn)是熱固性樹(shù)脂所用的預(yù)浸料需要低溫冷藏，且貯存期較短；成型周預(yù)浸料需要低溫冷藏，且貯存期較短；成型周期長(zhǎng)，材料的韌性差。期長(zhǎng)，材料的韌性

13、差。 它們是一類(lèi)線形或有支鏈的固態(tài)高分子，可溶可熔，可反它們是一類(lèi)線形或有支鏈的固態(tài)高分子，可溶可熔，可反復(fù)加工而無(wú)化學(xué)變化。在加熱到一定溫度時(shí)可以軟化甚至復(fù)加工而無(wú)化學(xué)變化。在加熱到一定溫度時(shí)可以軟化甚至流動(dòng)，從而在壓力和模具的作用下成型，并在冷卻后硬化流動(dòng)，從而在壓力和模具的作用下成型，并在冷卻后硬化固定。固定。 熱塑性聚合物熱塑性聚合物優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：其高斷裂韌性：其高斷裂韌性( (高斷裂應(yīng)變和高沖擊強(qiáng)度高斷裂應(yīng)變和高沖擊強(qiáng)度) ) 。具有預(yù)浸料不需冷藏且貯存期無(wú)限、成型周期短、具有預(yù)浸料不需冷藏且貯存期無(wú)限、成型周期短、可再成型、易于修補(bǔ)、廢品及邊角料可再生利用等可再成型、易于修補(bǔ)、廢品及邊

14、角料可再生利用等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：熱塑性基體的熔體或溶液粘度很高，纖維浸：熱塑性基體的熔體或溶液粘度很高，纖維浸漬困難，預(yù)浸料制備及制品成型需要在高溫高壓下漬困難，預(yù)浸料制備及制品成型需要在高溫高壓下進(jìn)行；聚碳酸酯或尼龍這樣一些工程塑料，因耐熱進(jìn)行；聚碳酸酯或尼龍這樣一些工程塑料，因耐熱性、抗蠕變性或耐藥品性等方面問(wèn)題而使應(yīng)用受到性、抗蠕變性或耐藥品性等方面問(wèn)題而使應(yīng)用受到限制。限制。 通常用通常用2040%的短纖維增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度可以的短纖維增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度可以提高提高12倍，可明顯改變?nèi)渥冃阅?，提高熱變倍，可明顯改變?nèi)渥冃阅?，提高熱變形溫度和?dǎo)熱系數(shù)，降低線膨脹系數(shù)，增加尺形溫度和導(dǎo)熱系

15、數(shù)，降低線膨脹系數(shù)，增加尺寸穩(wěn)定性，降低吸濕性，抑制應(yīng)力開(kāi)裂，提高寸穩(wěn)定性，降低吸濕性，抑制應(yīng)力開(kāi)裂，提高疲勞強(qiáng)度。短纖維增強(qiáng)塑料可廣泛應(yīng)用于機(jī)械疲勞強(qiáng)度。短纖維增強(qiáng)塑料可廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、汽車(chē)、化工設(shè)備等。零件、汽車(chē)、化工設(shè)備等。耐高溫的特種工程塑料通常以連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)耐高溫的特種工程塑料通常以連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂。熱塑性樹(shù)脂。 典型的熱塑性聚合物典型的熱塑性聚合物1聚酰胺聚酰胺2聚碳酸酯聚碳酸酯3聚醚砜聚醚砜4. . 聚醚醚酮聚醚醚酮1聚酰胺聚酰胺聚酰胺是具有許多重復(fù)的聚酰胺是具有許多重復(fù)的酰胺基酰胺基 的一類(lèi)的一類(lèi)線型聚合物線型聚合物的總稱(chēng)通常叫做的總稱(chēng)通常叫做尼龍尼龍。尼龍中的主

16、要。尼龍中的主要品種是尼龍品種是尼龍6和尼龍和尼龍66 特點(diǎn)特點(diǎn)：力學(xué)性能較好，耐磨性，耐腐蝕性，廣：力學(xué)性能較好，耐磨性，耐腐蝕性，廣泛的應(yīng)用于各種機(jī)械、電氣部件，如軸承、齒輪、泛的應(yīng)用于各種機(jī)械、電氣部件，如軸承、齒輪、輥軸。輥軸。 2聚碳酸酯聚碳酸酯聚碳酸酯有下述的化學(xué)結(jié)構(gòu)聚碳酸酯有下述的化學(xué)結(jié)構(gòu) 其中其中n在在100500的范圍內(nèi)。工業(yè)生產(chǎn)的聚碳的范圍內(nèi)。工業(yè)生產(chǎn)的聚碳酸酯平均分子量為酸酯平均分子量為2500070000。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 無(wú)色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，在普通使無(wú)色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 制品易產(chǎn)生應(yīng)力

17、開(kāi)裂，耐溶劑、耐堿性差，制品易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，耐溶劑、耐堿性差，高溫易水解。高溫易水解。常見(jiàn)的應(yīng)用有光碟，眼鏡片，水瓶，防彈玻璃，護(hù)常見(jiàn)的應(yīng)用有光碟，眼鏡片，水瓶，防彈玻璃，護(hù)目鏡、銀行防子彈玻璃、車(chē)頭燈、動(dòng)物籠子等等。目鏡、銀行防子彈玻璃、車(chē)頭燈、動(dòng)物籠子等等。 聚碳酸酯特點(diǎn)聚碳酸酯特點(diǎn) 3聚醚砜（聚醚砜（PES ） PES是略帶琥珀色非晶型聚合物，在是略帶琥珀色非晶型聚合物，在180溫度下可長(zhǎng)期使溫度下可長(zhǎng)期使用用,線膨脹系數(shù)隨溫度變化很小，無(wú)毒、耐燃、有熄性、發(fā)煙線膨脹系數(shù)隨溫度變化很小，無(wú)毒、耐燃、有熄性、發(fā)煙率低、耐輻射率低、耐輻射, 化學(xué)穩(wěn)定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，化學(xué)穩(wěn)定

18、性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、堿、鹽，在酮，酯中溶脹。力學(xué)性能優(yōu)異，剛性能耐一般酸、堿、鹽，在酮，酯中溶脹。力學(xué)性能優(yōu)異，剛性大，耐磨、高強(qiáng)度，在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性大，耐磨、高強(qiáng)度，在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性能。耐紫外線和耐候性較差，耐疲勞強(qiáng)度差。能。耐紫外線和耐候性較差，耐疲勞強(qiáng)度差。短切玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料多用注射成型進(jìn)行加工，成型短切玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料多用注射成型進(jìn)行加工，成型溫度溫度360380，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)通常用溶液預(yù)浸或膜層疊技術(shù)制，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)通常用溶液預(yù)浸或膜層疊技術(shù)制造。造。主要用于制作電器線圈骨架、絕緣材料、軸承支持架、發(fā)動(dòng)機(jī)

19、主要用于制作電器線圈骨架、絕緣材料、軸承支持架、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪等，也用于宇宙飛船的關(guān)鍵部位。齒輪等，也用于宇宙飛船的關(guān)鍵部位。 4、聚醚醚酮、聚醚醚酮半結(jié)晶熱塑性樹(shù)脂，具有良好的熱加工性能，可采用注射、半結(jié)晶熱塑性樹(shù)脂，具有良好的熱加工性能，可采用注射、擠出、壓制、旋轉(zhuǎn)等成型方法。擠出、壓制、旋轉(zhuǎn)等成型方法。玻璃化溫度玻璃化溫度143，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)334，熱變形溫度，熱變形溫度160在空氣在空氣中的熱分解溫度為中的熱分解溫度為650，加工成型溫度為，加工成型溫度為370420，復(fù)，復(fù)合材料在合材料在250可長(zhǎng)期使用。室溫情況下，強(qiáng)度優(yōu)于環(huán)氧可長(zhǎng)期使用。室溫情況下，強(qiáng)度優(yōu)于環(huán)氧樹(shù)脂，斷裂伸長(zhǎng)率樹(shù)脂，斷

20、裂伸長(zhǎng)率40%，而吸濕性比環(huán)氧樹(shù)脂要低得多。，而吸濕性比環(huán)氧樹(shù)脂要低得多。除了液體氫氟酸、濃硫酸等強(qiáng)酸，聚醚醚酮耐絕大多數(shù)有除了液體氫氟酸、濃硫酸等強(qiáng)酸，聚醚醚酮耐絕大多數(shù)有機(jī)溶劑和酸堿。還具有優(yōu)秀的阻燃性、低發(fā)煙率和有毒氣機(jī)溶劑和酸堿。還具有優(yōu)秀的阻燃性、低發(fā)煙率和有毒氣體釋放以及極好的耐輻射性。體釋放以及極好的耐輻射性。 對(duì)聚合物基體的選擇應(yīng)對(duì)聚合物基體的選擇應(yīng)：（）根據(jù)基體自身的性能，要能夠滿(mǎn)足需要；（）根據(jù)基體自身的性能，要能夠滿(mǎn)足需要；如如、等。等。 高拉伸高拉伸(或剪切或剪切)模量、高拉伸強(qiáng)度、高斷裂韌模量、高拉伸強(qiáng)度、高斷裂韌性的基體有利于性的基體有利于。 (2)對(duì)纖維具有良好的

21、對(duì)纖維具有良好的浸潤(rùn)性浸潤(rùn)性和和粘接力粘接力；對(duì)于浸潤(rùn)性，一方對(duì)于浸潤(rùn)性，一方面與纖維表面狀態(tài)有關(guān)系，一方面也與基體有密切的關(guān)系。面與纖維表面狀態(tài)有關(guān)系，一方面也與基體有密切的關(guān)系。高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件，幾乎都使用環(huán)氧樹(shù)脂。高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件，幾乎都使用環(huán)氧樹(shù)脂。低粘度低粘度是保證纖是保證纖維浸潤(rùn)性好的必要條件。維浸潤(rùn)性好的必要條件。(3)，如要求，如要求膠液膠液具有具有足夠長(zhǎng)的適用期足夠長(zhǎng)的適用期、預(yù)浸預(yù)浸料料具有具有足夠長(zhǎng)的貯存期足夠長(zhǎng)的貯存期、固化收縮小固化收縮小等等。制品脫模性好制品脫模性好，可輕易完整脫模可輕易完整脫模(4)、。(5)。往往一種粘結(jié)劑很難具備全面的條件，選擇往往一種粘結(jié)劑很難具

22、備全面的條件，選擇時(shí)應(yīng)盡可能從上述因素出發(fā)，重點(diǎn)考慮主要方面的要求，時(shí)應(yīng)盡可能從上述因素出發(fā)，重點(diǎn)考慮主要方面的要求，適當(dāng)兼顧其他適當(dāng)兼顧其他 比強(qiáng)度和比模量高比強(qiáng)度和比模量高 密度小，密度小，1.42.2g/cm3，強(qiáng)度與，強(qiáng)度與碳素鋼相近碳素鋼相近 耐腐蝕性、電絕緣性、耐熱性好，耐光性好，阻燃耐腐蝕性、電絕緣性、耐熱性好，耐光性好，阻燃性好，透光性好，性好，透光性好， 減振性好減振性好 大量的界面對(duì)振動(dòng)有反射吸收作用。且大量的界面對(duì)振動(dòng)有反射吸收作用。且自振動(dòng)頻率高，不易產(chǎn)生共振自振動(dòng)頻率高，不易產(chǎn)生共振 耐疲勞性能好耐疲勞性能好 疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強(qiáng)度的疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強(qiáng)度的70

23、- 80 工藝性好工藝性好4.2 聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料的分類(lèi)聚合物基復(fù)合材料的分類(lèi)按增強(qiáng)相類(lèi)型及在基體中的分布，如下圖：按增強(qiáng)相類(lèi)型及在基體中的分布，如下圖：聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料 連續(xù)纖維連續(xù)纖維 按纖維形態(tài)按纖維形態(tài) 不連續(xù)纖維不連續(xù)纖維 長(zhǎng)纖維（氈）長(zhǎng)纖維（氈） 短切纖維短切纖維纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng) 單向單向 按鋪層方式按鋪層方式 角鋪層角鋪層 織物織物 三維三維 玻璃纖維玻璃纖維 按纖維種類(lèi)按纖維種類(lèi) 碳纖維碳纖維 芳綸纖維芳綸纖維 超高分子量聚乙烯纖維等超高分子量聚乙烯纖維等晶須增強(qiáng)晶須增強(qiáng) 碳化硅晶須、氧化鋁晶須等碳化硅晶須、氧化鋁晶須等層片增強(qiáng)層

24、片增強(qiáng) 云母、玻璃、金屬等云母、玻璃、金屬等 粒子增強(qiáng)粒子增強(qiáng) 氧化鋁、碳化硅、石墨、金屬等氧化鋁、碳化硅、石墨、金屬等聚合物基體復(fù)合材料分類(lèi)聚合物基體復(fù)合材料分類(lèi)按照增強(qiáng)纖維類(lèi)型，可以分為：按照增強(qiáng)纖維類(lèi)型，可以分為：玻璃纖維增強(qiáng)聚合物玻璃纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料 按聚合物基體類(lèi)型，可以分為：按聚合物基體類(lèi)型，可以分為：熱固性基體復(fù)合材料、熱固性基體復(fù)合材料、熱塑性基體復(fù)合材料熱塑性基體復(fù)合材料橡膠基體復(fù)合材料橡膠基體復(fù)合材料 材料名稱(chēng)材料名稱(chēng)性能性能聚酯玻璃鋼聚酯玻璃鋼環(huán)氧玻璃鋼環(huán)氧玻璃鋼

25、酚醛玻璃酚醛玻璃鋼鋼鋼鋼鋁鋁高級(jí)合金高級(jí)合金相對(duì)密度相對(duì)密度1.71.91.82.01.61.857.82.78.0拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度/MPa18035070.3298.5702807008408025012.8壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度/MPa21025018030010027035042030100彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度/MPa21035070.3470110042046070110吸水率吸水率/%0.20.50.050.21.55熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率/W/mK1.2060.7321.7510.157.8690.8840.962線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)/(10-6/)1.13.50.351.070.0120.23比強(qiáng)度

26、比強(qiáng)度/MPa1600280011505001600 各種玻璃鋼性能各種玻璃鋼性能品種品種密度密度/(g/cm3)拉伸強(qiáng)拉伸強(qiáng)度度/MPa抗彎強(qiáng)抗彎強(qiáng)度度/MPa壓縮強(qiáng)壓縮強(qiáng)度度/MPa彎曲模量彎曲模量/104MPa沖擊強(qiáng)沖擊強(qiáng)度度/MPa變形溫變形溫度度/成型收成型收縮率縮率/%聚丙烯聚丙烯原原增強(qiáng)增強(qiáng)91011403585358545600.120.580.40.8631551.31.60.20.8高密度聚高密度聚乙烯乙烯原原增強(qiáng)增強(qiáng)96011703080219020350.090.550.60.8501271.52.50.31.0聚苯乙烯聚苯乙烯原原增強(qiáng)增強(qiáng)104012805095701

27、101001300.300.840.20.480960.30.60.10.3聚碳酸脂聚碳酸脂原原增強(qiáng)增強(qiáng)120014306711095200881500.240.840.140.201401490.50.70.10.3聚酯聚酯原原增強(qiáng)增強(qiáng)13701630741401302001301500.381.000.40.10852400.82.00.30.6尼龍尼龍66原原增強(qiáng)增強(qiáng)8318083180110260341700.290.810.40.1702500.71.40.40.8ABS樹(shù)脂樹(shù)脂原原增強(qiáng)增強(qiáng)105012804510067130801000.250.770.10.6831000.40.

28、60.10.3熱塑性塑料與玻璃纖維增強(qiáng)后性能對(duì)比熱塑性塑料與玻璃纖維增強(qiáng)后性能對(duì)比 高強(qiáng)度高模量纖維增強(qiáng)塑料高強(qiáng)度高模量纖維增強(qiáng)塑料各種高強(qiáng)、高模纖維增強(qiáng)復(fù)合材料性能各種高強(qiáng)、高模纖維增強(qiáng)復(fù)合材料性能 材料種類(lèi)材料種類(lèi)性能性能碳纖維碳纖維/ /環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂芳香族聚芳香族聚酰胺酰胺/ /環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂氧樹(shù)脂硼纖維硼纖維/ /環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂氧樹(shù)脂玻璃纖維玻璃纖維/ /環(huán)氧樹(shù)環(huán)氧樹(shù)脂脂相對(duì)密度相對(duì)密度1.61.42.01.82.0拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度/MPa150014001750500拉伸彈性模拉伸彈性模量量/MPa1200076000120000主要基體是主要基體是環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂，增強(qiáng)材料為高強(qiáng)、高模

29、量的，增強(qiáng)材料為高強(qiáng)、高模量的纖維（纖維（碳纖維、硼纖維、芳香族聚酰胺纖維碳纖維、硼纖維、芳香族聚酰胺纖維和和各種各種晶須晶須）。）。高模高強(qiáng)增強(qiáng)體聚合物復(fù)合材料特點(diǎn)高模高強(qiáng)增強(qiáng)體聚合物復(fù)合材料特點(diǎn) 1 1）相對(duì)密度小，強(qiáng)度高、模量高和低熱膨脹系數(shù)）相對(duì)密度小，強(qiáng)度高、模量高和低熱膨脹系數(shù)2 2）加工工藝簡(jiǎn)單）加工工藝簡(jiǎn)單 可以采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的各可以采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的各種成型方法，如模壓、纏繞、手糊法等種成型方法，如模壓、纏繞、手糊法等3 3）價(jià)格高）價(jià)格高 除了芳香族增強(qiáng)纖維外，其他增強(qiáng)纖除了芳香族增強(qiáng)纖維外，其他增強(qiáng)纖維的制造工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴。維的制造工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴。4.3

30、 聚合物基體復(fù)合材料制備聚合物基體復(fù)合材料制備l材料的合成和制品的成型是同時(shí)完成。材料的合成和制品的成型是同時(shí)完成。制品的性能與工藝過(guò)程影響很大制品的性能與工藝過(guò)程影響很大l成型方便。固化前樹(shù)脂具有流動(dòng)性。成型方便。固化前樹(shù)脂具有流動(dòng)性。 聚合物基復(fù)合材料制備工藝通常有聚合物基復(fù)合材料制備工藝通常有一步法一步法和和兩步法兩步法之分。之分。一步法一步法是由纖維增強(qiáng)體直接浸漬樹(shù)脂，并成型固化的方法；是由纖維增強(qiáng)體直接浸漬樹(shù)脂，并成型固化的方法；兩步法兩步法是預(yù)先將纖維等增強(qiáng)體與樹(shù)脂混合、浸漬、加工，是預(yù)先將纖維等增強(qiáng)體與樹(shù)脂混合、浸漬、加工，使之形成復(fù)合材料的半成品，然后再由半成品加工成型復(fù)使之形

31、成復(fù)合材料的半成品，然后再由半成品加工成型復(fù)合材料制品。合材料制品。早期的聚合物基復(fù)合材料都是采用一步法制備工藝，一步早期的聚合物基復(fù)合材料都是采用一步法制備工藝，一步法工藝簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單，但溶劑、水分等揮發(fā)物不容易去法工藝簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單，但溶劑、水分等揮發(fā)物不容易去除，殘留在基體中形成孔洞。兩步法可降低制品孔隙率，除，殘留在基體中形成孔洞。兩步法可降低制品孔隙率，并較好的控制含膠量和解決分布不均勻的問(wèn)題，確保復(fù)合并較好的控制含膠量和解決分布不均勻的問(wèn)題，確保復(fù)合材料質(zhì)量材料質(zhì)量 一步法一步法預(yù)成型預(yù)成型纖維、樹(shù)脂、添纖維、樹(shù)脂、添加劑等原料加劑等原料預(yù)浸料、預(yù)混料預(yù)浸料、預(yù)混料兩步法兩步法固

32、化固化脫模脫模整修整修聚合物復(fù)合材料加工成型的典型工藝流程聚合物復(fù)合材料加工成型的典型工藝流程 添加劑添加劑、填料填料，以及，以及纖維纖維，通常是預(yù)先與樹(shù)脂混，通常是預(yù)先與樹(shù)脂混合制成半成品材料，然后在經(jīng)過(guò)壓制、擠壓、注合制成半成品材料，然后在經(jīng)過(guò)壓制、擠壓、注射等成型工藝制成復(fù)合材料。對(duì)于熱塑性樹(shù)脂的射等成型工藝制成復(fù)合材料。對(duì)于熱塑性樹(shù)脂的半成品材料，習(xí)慣上稱(chēng)為半成品材料，習(xí)慣上稱(chēng)為粒料粒料；對(duì)于熱固性樹(shù)脂；對(duì)于熱固性樹(shù)脂的半成品，叫做的半成品，叫做模塑料模塑料（粒料和模塑料也稱(chēng)為（粒料和模塑料也稱(chēng)為預(yù)預(yù)混料混料）；對(duì)于連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂，則稱(chēng)為）；對(duì)于連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂，則稱(chēng)為預(yù)浸料預(yù)浸料。

33、 手糊成型手糊成型為一步法，為一步法，袋壓成型袋壓成型使用預(yù)混料、使用預(yù)混料、纏繞纏繞成型成型使用預(yù)浸料。使用預(yù)浸料。一、預(yù)浸料、預(yù)混料制造工藝一、預(yù)浸料、預(yù)混料制造工藝 預(yù)浸料預(yù)浸料通常是指定向排列的連續(xù)纖維通常是指定向排列的連續(xù)纖維( (單向、織物單向、織物) )等浸漬樹(shù)脂后所形成的厚度均勻的薄片狀半成品。等浸漬樹(shù)脂后所形成的厚度均勻的薄片狀半成品。 預(yù)混料預(yù)混料是指由不連續(xù)纖維浸漬樹(shù)脂或與樹(shù)脂混合后是指由不連續(xù)纖維浸漬樹(shù)脂或與樹(shù)脂混合后所形成的較厚的片狀、團(tuán)狀或粒狀半成品，包括片狀模所形成的較厚的片狀、團(tuán)狀或粒狀半成品，包括片狀模塑料塑料( (SMC，GMT) )、團(tuán)狀模塑料、團(tuán)狀模塑料

34、( (BMC) )和注射模塑料和注射模塑料( (MC) )。 熱固性預(yù)浸料的制備主要有兩種工藝：熱固性預(yù)浸料的制備主要有兩種工藝：溶液預(yù)浸法溶液預(yù)浸法和和熱熔法熱熔法。溶液浸漬法溶液浸漬法是把樹(shù)脂基體各組分按規(guī)定的比例溶解是把樹(shù)脂基體各組分按規(guī)定的比例溶解于低沸點(diǎn)的溶劑中，成為一定濃度的溶液，然后將于低沸點(diǎn)的溶劑中，成為一定濃度的溶液，然后將纖維束或織物以規(guī)定的速度通過(guò)樹(shù)脂基體溶液，使纖維束或織物以規(guī)定的速度通過(guò)樹(shù)脂基體溶液，使其浸漬上定量的樹(shù)脂基體，并通過(guò)加熱除去溶劑，其浸漬上定量的樹(shù)脂基體，并通過(guò)加熱除去溶劑，使樹(shù)脂獲得合適的粘度。使樹(shù)脂獲得合適的粘度。溶液浸漬法還可以分為溶液浸漬法還可以

35、分為輥筒纏繞法輥筒纏繞法和和織物連續(xù)浸漬織物連續(xù)浸漬法。法。 輥筒（輪鼓）纏繞法是將纖維束通過(guò)樹(shù)脂溶液膠槽，輥筒（輪鼓）纏繞法是將纖維束通過(guò)樹(shù)脂溶液膠槽，經(jīng)過(guò)幾組導(dǎo)向輥，去除多于的樹(shù)脂，然后纏繞在輥經(jīng)過(guò)幾組導(dǎo)向輥，去除多于的樹(shù)脂，然后纏繞在輥筒上，纏繞結(jié)束后沿輥筒縱向切開(kāi)，可以得到一張筒上，纏繞結(jié)束后沿輥筒縱向切開(kāi)，可以得到一張單向預(yù)浸料。該方法效率低，特別別適用于實(shí)驗(yàn)室單向預(yù)浸料。該方法效率低，特別別適用于實(shí)驗(yàn)室的研究性工作或小批量生產(chǎn)。的研究性工作或小批量生產(chǎn)。 輥輥筒筒纏纏繞繞法法多束纖維或織物連續(xù)浸漬法工藝過(guò)程：從紗架引出多束纖維或織物連續(xù)浸漬法工藝過(guò)程：從紗架引出纖維束，調(diào)節(jié)每束纖維

36、張力使基本相等，經(jīng)過(guò)整徑、纖維束，調(diào)節(jié)每束纖維張力使基本相等，經(jīng)過(guò)整徑、分散和展平，進(jìn)入膠槽，通過(guò)擠膠去除多余的樹(shù)脂，分散和展平，進(jìn)入膠槽，通過(guò)擠膠去除多余的樹(shù)脂，隨后進(jìn)入烘干爐，使溶劑揮發(fā)（再經(jīng)檢測(cè)裝置檢查隨后進(jìn)入烘干爐，使溶劑揮發(fā)（再經(jīng)檢測(cè)裝置檢查樹(shù)脂含量和預(yù)浸料質(zhì)量），最后用離型紙或壓花聚樹(shù)脂含量和預(yù)浸料質(zhì)量），最后用離型紙或壓花聚乙烯薄膜覆蓋并收卷?？捎门P式或立式預(yù)浸機(jī)。乙烯薄膜覆蓋并收卷。可用臥式或立式預(yù)浸機(jī)。如課本如課本P73圖圖39 熱熔法可以分為熱熔法可以分為直接熔融法直接熔融法和和膠膜壓延法膠膜壓延法。直接熔融法直接熔融法是熔融樹(shù)脂通過(guò)漏槽流到隔離紙上，經(jīng)過(guò)刀刮是熔融樹(shù)脂通過(guò)

37、漏槽流到隔離紙上，經(jīng)過(guò)刀刮形成均勻膠膜后，再輥壓使樹(shù)脂充分浸漬纖維或織物，之形成均勻膠膜后，再輥壓使樹(shù)脂充分浸漬纖維或織物，之后冷卻收卷。如課本后冷卻收卷。如課本P73圖圖310 膠膜壓延法膠膜壓延法是一定數(shù)量的紗束經(jīng)整理排布后，加于膠膜之是一定數(shù)量的紗束經(jīng)整理排布后，加于膠膜之間成夾心狀，在通過(guò)加熱輥擠壓，使樹(shù)脂浸漬纖維，最后間成夾心狀，在通過(guò)加熱輥擠壓，使樹(shù)脂浸漬纖維，最后加隔離紙載體壓實(shí)分卷。加隔離紙載體壓實(shí)分卷。如課本如課本P73圖圖311 特點(diǎn)：效率高、控制樹(shù)脂含量方便、預(yù)浸料揮發(fā)率低、安特點(diǎn)：效率高、控制樹(shù)脂含量方便、預(yù)浸料揮發(fā)率低、安全性好；缺點(diǎn)是厚度大的織物浸透難度大，高粘度樹(shù)

38、脂難全性好；缺點(diǎn)是厚度大的織物浸透難度大，高粘度樹(shù)脂難以浸漬以浸漬 熱塑性復(fù)合材料（熱塑性復(fù)合材料（FRTP) )預(yù)浸料制造，按預(yù)浸料制造，按照樹(shù)脂狀態(tài)不同，可分為照樹(shù)脂狀態(tài)不同，可分為預(yù)浸漬技術(shù)預(yù)浸漬技術(shù)和和后浸漬后浸漬技術(shù)技術(shù)兩大類(lèi)。預(yù)浸漬技術(shù)包括兩大類(lèi)。預(yù)浸漬技術(shù)包括溶液預(yù)浸溶液預(yù)浸和和熔融熔融預(yù)浸預(yù)浸兩種，其特點(diǎn)是，預(yù)浸料中樹(shù)脂完全浸漬兩種，其特點(diǎn)是，預(yù)浸料中樹(shù)脂完全浸漬纖維。纖維。 后預(yù)浸技術(shù)包括后預(yù)浸技術(shù)包括膜層疊膜層疊、粉末浸漬粉末浸漬、纖維混纖維混雜雜、纖維混編纖維混編等，特點(diǎn)是，預(yù)浸料中樹(shù)脂是以等，特點(diǎn)是，預(yù)浸料中樹(shù)脂是以粉末、纖維、或包層等形式存在，對(duì)纖維的完粉末、纖維、或

39、包層等形式存在，對(duì)纖維的完全浸漬要在復(fù)合材料成型過(guò)程中完成。全浸漬要在復(fù)合材料成型過(guò)程中完成。 溶液浸漬法溶液浸漬法是類(lèi)似于熱固性樹(shù)脂的浸漬技術(shù)，將溶劑去除是類(lèi)似于熱固性樹(shù)脂的浸漬技術(shù)，將溶劑去除后得到浸漬良好的預(yù)浸料。該工藝優(yōu)點(diǎn)是可以是纖維完全后得到浸漬良好的預(yù)浸料。該工藝優(yōu)點(diǎn)是可以是纖維完全浸漬并獲得良好的纖維分布，也可以采用傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)浸漬并獲得良好的纖維分布，也可以采用傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)脂設(shè)備和類(lèi)似的浸漬工藝。缺點(diǎn)是成本高并造成環(huán)境污染脂設(shè)備和類(lèi)似的浸漬工藝。缺點(diǎn)是成本高并造成環(huán)境污染（有機(jī)溶劑揮發(fā)），殘留溶劑很難完全去除。（有機(jī)溶劑揮發(fā)），殘留溶劑很難完全去除。熔融浸漬法熔融浸漬法是將

40、熔融態(tài)樹(shù)脂由擠出機(jī)擠到專(zhuān)用的模具中，是將熔融態(tài)樹(shù)脂由擠出機(jī)擠到專(zhuān)用的模具中，再將增強(qiáng)體從熔融樹(shù)脂中連續(xù)通過(guò)，隨后經(jīng)過(guò)輥壓，形成再將增強(qiáng)體從熔融樹(shù)脂中連續(xù)通過(guò)，隨后經(jīng)過(guò)輥壓，形成預(yù)浸料。該工藝原理簡(jiǎn)單、效率高。但熔融態(tài)樹(shù)脂粘度高，預(yù)浸料。該工藝原理簡(jiǎn)單、效率高。但熔融態(tài)樹(shù)脂粘度高，浸漬纖維困難?？刹捎妙?lèi)似熱固性樹(shù)脂的工藝，用刮刀或浸漬纖維困難?？刹捎妙?lèi)似熱固性樹(shù)脂的工藝，用刮刀或計(jì)量輥筒控制樹(shù)脂含量。計(jì)量輥筒控制樹(shù)脂含量。 預(yù)混料制備預(yù)混料制備 片狀模塑料（片狀模塑料（SMC ）：不飽和聚酯樹(shù)脂中加入引發(fā)劑、固：不飽和聚酯樹(shù)脂中加入引發(fā)劑、固化劑或催化劑、填料、內(nèi)脫模劑、顏料、增稠劑及低收縮化劑

41、或催化劑、填料、內(nèi)脫模劑、顏料、增稠劑及低收縮率的添加劑，混合制成樹(shù)脂糊，在率的添加劑，混合制成樹(shù)脂糊，在SMC 機(jī)中浸漬短切玻璃機(jī)中浸漬短切玻璃纖維氈成片狀增強(qiáng)體，壓輥壓實(shí)，烘干形成氈片。使用時(shí)纖維氈成片狀增強(qiáng)體，壓輥壓實(shí)，烘干形成氈片。使用時(shí)按成品尺寸裁剪疊層，放入壓模中加熱、加壓，制成一定按成品尺寸裁剪疊層，放入壓模中加熱、加壓，制成一定形狀的產(chǎn)品。形狀的產(chǎn)品。散狀模塑料（散狀模塑料（BMC）是在不飽和聚酯樹(shù)脂中加入增稠劑、是在不飽和聚酯樹(shù)脂中加入增稠劑、低收縮添加劑、填充劑、脫模劑、著色劑等組分組成樹(shù)脂低收縮添加劑、填充劑、脫模劑、著色劑等組分組成樹(shù)脂糊，再與短切玻璃纖維在捏合混煉設(shè)備

42、中均混糊制成的散糊，再與短切玻璃纖維在捏合混煉設(shè)備中均混糊制成的散狀、團(tuán)狀預(yù)浸料。狀、團(tuán)狀預(yù)浸料。成型工藝成型工藝l手糊法手糊法l噴射工藝噴射工藝l袋壓成型袋壓成型l模壓成型模壓成型l纏繞成型纏繞成型l拉擠成型拉擠成型等等1、手糊成型技術(shù)手糊成型技術(shù)一般使用無(wú)堿玻璃纖維，包括無(wú)捻粗紗布、短切氈、一般使用無(wú)堿玻璃纖維，包括無(wú)捻粗紗布、短切氈、布帶及短纖維形式。纖維含量一般較低，短切氈布帶及短纖維形式。纖維含量一般較低，短切氈2535%，粗紗布，粗紗布4555%，混合成分，混合成分3545%。樹(shù)脂主。樹(shù)脂主要為不飽和聚酯樹(shù)脂，少量用環(huán)氧樹(shù)脂。要為不飽和聚酯樹(shù)脂，少量用環(huán)氧樹(shù)脂。 以手工操作為主，工

43、藝簡(jiǎn)單，適用于多品種、小批量以手工操作為主，工藝簡(jiǎn)單，適用于多品種、小批量生產(chǎn)、不受制品尺寸和形狀的限制。但是效率低、勞生產(chǎn)、不受制品尺寸和形狀的限制。但是效率低、勞動(dòng)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，制品質(zhì)量不容易控制動(dòng)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，制品質(zhì)量不容易控制 將混有引發(fā)劑的樹(shù)脂和混有促進(jìn)劑的樹(shù)脂分別從噴槍兩側(cè)將混有引發(fā)劑的樹(shù)脂和混有促進(jìn)劑的樹(shù)脂分別從噴槍兩側(cè)噴出或混合后噴出，同時(shí)將纖維用切斷器切斷并從噴槍中噴出或混合后噴出，同時(shí)將纖維用切斷器切斷并從噴槍中心噴出，與樹(shù)脂一起均勻地沉積在模具上，待材料在模具心噴出，與樹(shù)脂一起均勻地沉積在模具上，待材料在模具上沉積一定厚度后，用手輥壓實(shí)，除去氣泡并使纖維浸透上

44、沉積一定厚度后，用手輥壓實(shí)，除去氣泡并使纖維浸透樹(shù)脂，最后固化成制品。樹(shù)脂，最后固化成制品。 2、噴射成型噴射成型提高了機(jī)械化程度，但仍提高了機(jī)械化程度，但仍然保留了手糊成型的特點(diǎn)，然保留了手糊成型的特點(diǎn)，屬于半機(jī)械化成型技術(shù)屬于半機(jī)械化成型技術(shù) 袋壓成型原理圖袋壓成型原理圖 3、袋壓成型、袋壓成型最早最廣泛用于預(yù)浸料成型的工藝之一。將鋪層鋪放在最早最廣泛用于預(yù)浸料成型的工藝之一。將鋪層鋪放在模具中，依次鋪上脫膜布、吸膠層、隔離膜、袋膜等，模具中，依次鋪上脫膜布、吸膠層、隔離膜、袋膜等，在熱壓下固化。經(jīng)過(guò)所需的固化周期后，材料形成具有在熱壓下固化。經(jīng)過(guò)所需的固化周期后，材料形成具有一定結(jié)構(gòu)形狀

45、的構(gòu)件?？煞譃檎婵沾鼔骸毫Υ尚秃鸵欢ńY(jié)構(gòu)形狀的構(gòu)件。可分為真空袋壓、壓力袋成型和熱壓罐成型熱壓罐成型 孔隙率小，致密性好，尺寸穩(wěn)定孔隙率小，致密性好，尺寸穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)，效率低，性好。缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)，效率低，袋材料昂貴。用于制造航空航天袋材料昂貴。用于制造航空航天領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料構(gòu)件領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料構(gòu)件。 模壓成型工藝原理模壓成型工藝原理 將模塑料（粉類(lèi)、粉料、碎屑和纖維預(yù)浸料等）置于陰模將模塑料（粉類(lèi)、粉料、碎屑和纖維預(yù)浸料等）置于陰模型腔內(nèi)，合上陽(yáng)模，借助壓力和熱量作用，使物料熔化充型腔內(nèi)，合上陽(yáng)模，借助壓力和熱量作用，使物料熔化充滿(mǎn)型腔，形成與腔模形狀相同的制品。滿(mǎn)型腔

46、，形成與腔模形狀相同的制品。 4、模壓成型、模壓成型優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 成型設(shè)備和模具較為簡(jiǎn)成型設(shè)備和模具較為簡(jiǎn)單，工藝技術(shù)成熟。制品致密、單，工藝技術(shù)成熟。制品致密、質(zhì)量高、收縮率低，精度高，質(zhì)量高、收縮率低，精度高，尺寸穩(wěn)定性好。尺寸穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 成型周期長(zhǎng)、效率低，成型周期長(zhǎng)、效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大、不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，勞動(dòng)強(qiáng)度大、不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，產(chǎn)品重復(fù)性差。產(chǎn)品重復(fù)性差。 適合熱固性基體及某些熱塑性熱塑性復(fù)合適合熱固性基體及某些熱塑性熱塑性復(fù)合材料的加工生產(chǎn)材料的加工生產(chǎn)5、纖維纏繞成型、纖維纏繞成型 纖維鋪放準(zhǔn)確性高和重纖維鋪放準(zhǔn)確性高和重復(fù)性好，制造的回轉(zhuǎn)體尺寸復(fù)性好，制造的回轉(zhuǎn)體尺寸范圍大

47、。纖維含量高（范圍大。纖維含量高（70-75%），原材料消耗小，無(wú)），原材料消耗小，無(wú)廢料。自動(dòng)化成型，產(chǎn)品質(zhì)廢料。自動(dòng)化成型，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高 用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及其他航空、航天結(jié)構(gòu)材料，其他航空、航天結(jié)構(gòu)材料，壓力容器、管道、電絕緣制壓力容器、管道、電絕緣制品，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等品，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等 6、拉擠成型技術(shù)、拉擠成型技術(shù)適于制造各種不同截面形狀的管、棒、角形、工適于制造各種不同截面形狀的管、棒、角形、工字型、槽型、板材等制品。字型、槽型、板材等制品。用量最多的是玻璃纖維無(wú)捻粗紗，也有使用碳纖用量最多的是玻璃纖維無(wú)捻粗紗，也有使用碳纖維和

48、芳綸纖維，有時(shí)也用混雜纖維。樹(shù)脂主要為維和芳綸纖維，有時(shí)也用混雜纖維。樹(shù)脂主要為不飽和聚酯樹(shù)脂，少量用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂，少量用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等。后期熱塑性樹(shù)脂也被采用乙烯基酯樹(shù)脂等。后期熱塑性樹(shù)脂也被采用 7、擠出成型、擠出成型是熱塑性塑料主要加工方法之一。干燥的熱是熱塑性塑料主要加工方法之一。干燥的熱塑性塑料（粉料或粒料）從料斗進(jìn)入擠出機(jī)加熱料筒，料塑性塑料（粉料或粒料）從料斗進(jìn)入擠出機(jī)加熱料筒，料筒中螺桿旋轉(zhuǎn)，物料沿螺槽前移。筒中螺桿旋轉(zhuǎn)，物料沿螺槽前移。 前移過(guò)程中物料受機(jī)械剪切作用摩擦熱和料筒的加熱逐漸前移過(guò)程中物料受機(jī)械剪切作用摩擦熱和料筒的加

49、熱逐漸熔融成熔體，熔體受螺桿軸向推力的作用通過(guò)機(jī)頭和口模，熔融成熔體，熔體受螺桿軸向推力的作用通過(guò)機(jī)頭和口模，獲得與口模形狀相似的連續(xù)體。獲得與口模形狀相似的連續(xù)體。 熱塑性塑料制品的常用熱塑性塑料制品的常用成型方法，多用于短纖成型方法，多用于短纖維增強(qiáng)塑料制品生產(chǎn)。維增強(qiáng)塑料制品生產(chǎn)。 8、注射成型、注射成型 注射成型的主要控制參數(shù)注射成型的主要控制參數(shù)是料筒溫度、塑化時(shí)間、是料筒溫度、塑化時(shí)間、注射壓力、模具溫度、鎖注射壓力、模具溫度、鎖模力和保壓冷卻時(shí)間。模力和保壓冷卻時(shí)間。 纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料成型技術(shù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料成型技術(shù) 最大的特點(diǎn)是高溫高壓工藝；比熱固性樹(shù)脂復(fù)合材最大的特點(diǎn)是高溫高壓工藝；比熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料成型周期短。料成型周期短。從原理上講，用于熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料的成型技術(shù)從原理上講，用于熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料的成型技術(shù)大多也適合于熱塑性復(fù)合材料。但所需輔助材料和大多也適合于熱塑性復(fù)合材料。但所需輔助材料和加工過(guò)程有較大的區(qū)