產(chǎn)業(yè)用紡織品12

1、新興的學(xué)科重點(diǎn)：重點(diǎn)：復(fù)合材料復(fù)合材料難點(diǎn)：難點(diǎn)：紡織結(jié)構(gòu)紡織結(jié)構(gòu) 紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 第二節(jié)第二節(jié) 復(fù)合材料的性能特點(diǎn)復(fù)合材料的性能特點(diǎn) 復(fù)合材料的最大特點(diǎn)是其性能具有可設(shè)計(jì)性。復(fù)合材料的最大特點(diǎn)是其性能具有可設(shè)計(jì)性。 影響復(fù)合材料性能的因素很多，主要取決于增強(qiáng)影響復(fù)合材料性能的因素很多，主要取決于增強(qiáng)材料的性能、含量及分布狀況；基體材料的性能和含材料的性能、含量及分布狀況；基體材料的性能和含量；以及它們之間的界面結(jié)合情況等。因此，不論那量；以及它們之間的界面結(jié)合情況等。因此，不論那一類復(fù)合材料，就是同一類復(fù)合材料的性能也不是一一類復(fù)合材料，就是同一類復(fù)合材料的性能也不是一個(gè)定

2、值。根據(jù)所選擇的工藝和材料設(shè)計(jì)，性能往往差個(gè)定值。根據(jù)所選擇的工藝和材料設(shè)計(jì)，性能往往差異很大。異很大。 例如手糊聚酯玻璃鋼（玻璃纖維例如手糊聚酯玻璃鋼（玻璃纖維/聚酯樹脂復(fù)合材聚酯樹脂復(fù)合材料）的密度可在料）的密度可在1.42.2g/cm范圍變化，拉伸強(qiáng)度可以范圍變化，拉伸強(qiáng)度可以在在70350MPa范圍變動(dòng)。這就是說(shuō)復(fù)合材料的性能是范圍變動(dòng)。這就是說(shuō)復(fù)合材料的性能是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但在使用溫度和材料硬度根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但在使用溫度和材料硬度方面，三類復(fù)合材料有明顯的區(qū)別。如方面，三類復(fù)合材料有明顯的區(qū)別。如樹脂基復(fù)合材樹脂基復(fù)合材料的使用溫度一般料的使用溫度一般60250；

3、金屬基復(fù)合材料為；金屬基復(fù)合材料為400600；陶瓷基復(fù)合材為；陶瓷基復(fù)合材為10001500。復(fù)合材料。復(fù)合材料的硬度主要取決于基體材料性能，一般硬度為陶的硬度主要取決于基體材料性能，一般硬度為陶瓷基瓷基復(fù)合材料大于金屬基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料大于復(fù)合材料大于金屬基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料大于樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料。 復(fù)合材料主要性能復(fù)合材料主要性能種類種類 樹脂基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料 金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料 無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料性能性能 熱塑性熱塑性 熱固性熱固性 輕金屬輕金屬 復(fù)合材料復(fù)合材料 陶瓷基陶瓷基 粘膠劑基粘膠劑基密度密度 1.11.11.

4、6 1.61.62.2 1.91.94.5 1.91.94.0 3.03.05.5 1.8 1.82.1使用溫度使用溫度()80()80250 8080200 200200400 400400600 100010001500 200200400燃燒性能燃燒性能燃燃 燃燃 不燃不燃 不燃不燃 不燃不燃 不燃不燃拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度( (MPa)65MPa)65300 1401401300 68681200 5305301400 7070900 4040150具體表現(xiàn)為：具體表現(xiàn)為：1、比強(qiáng)度、比模量大、比強(qiáng)度、比模量大：就力學(xué)性能而言，復(fù)合材料就力學(xué)性能而言，復(fù)合材料力學(xué)性能取決于增強(qiáng)材料的性能、含

5、量和分布，基體材力學(xué)性能取決于增強(qiáng)材料的性能、含量和分布，基體材料的性能和含量。它是可以根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，從料的性能和含量。它是可以根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，從強(qiáng)度方面來(lái)講，三類復(fù)合材料都可以獲得強(qiáng)度方面來(lái)講，三類復(fù)合材料都可以獲得較高的強(qiáng)度。較高的強(qiáng)度。2、耐疲勞性能好、耐疲勞性能好：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在疲勞過(guò)：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在疲勞過(guò)程中，裂紋先在纖維或基體薄弱處出現(xiàn)，擴(kuò)展到程中，裂紋先在纖維或基體薄弱處出現(xiàn)，擴(kuò)展到結(jié)合面，損傷逐漸積累，導(dǎo)致破壞。表明纖結(jié)合面，損傷逐漸積累，導(dǎo)致破壞。表明纖維增維增強(qiáng)復(fù)合材料具有較好的損傷容限和疲勞壽命。強(qiáng)復(fù)合材料具有較好的損傷容限和疲勞壽命。 3、力學(xué)性能

6、的可設(shè)計(jì)性、力學(xué)性能的可設(shè)計(jì)性：選擇性能不同的纖維：選擇性能不同的纖維和基體，以及它們的體積百分比，設(shè)計(jì)纖維鋪設(shè)和基體，以及它們的體積百分比，設(shè)計(jì)纖維鋪設(shè)方向、疊層，甚至立體結(jié)構(gòu)，以及結(jié)方向、疊層，甚至立體結(jié)構(gòu)，以及結(jié)構(gòu)的形狀和構(gòu)的形狀和幾何尺寸，以使結(jié)構(gòu)在性能、重量和成本諸方面幾何尺寸，以使結(jié)構(gòu)在性能、重量和成本諸方面的指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)化。的指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)化。 4 4、減震性好、減震性好 ：復(fù)合材料的比剛度高，因此它的構(gòu)件具有：復(fù)合材料的比剛度高，因此它的構(gòu)件具有很高的自振頻率，可防止共振的發(fā)生。纖維增強(qiáng)聚合物很高的自振頻率，可防止共振的發(fā)生。纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的界面或?qū)娱g存在內(nèi)摩擦，聚合物基

7、體又具有復(fù)合材料的界面或?qū)娱g存在內(nèi)摩擦，聚合物基體又具有粘彈性，因此這種復(fù)合材料粘彈性，因此這種復(fù)合材料具有比金屬大得多的內(nèi)阻尼，具有比金屬大得多的內(nèi)阻尼，減振效率高。減振效率高。5 5、安全性能好、安全性能好：復(fù)合材料中有大量的增強(qiáng)纖維，過(guò)載時(shí)復(fù)合材料中有大量的增強(qiáng)纖維，過(guò)載時(shí)先是薄弱環(huán)節(jié)部分的纖維發(fā)生斷裂，使得應(yīng)力重先是薄弱環(huán)節(jié)部分的纖維發(fā)生斷裂，使得應(yīng)力重新分布，新分布，然后通過(guò)基體傳給未破斷纖維，因此不影響整體結(jié)構(gòu)繼然后通過(guò)基體傳給未破斷纖維，因此不影響整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)承載，仍能安全使用。續(xù)承載，仍能安全使用。6 6、高溫或低溫和熱穩(wěn)定性好、高溫或低溫和熱穩(wěn)定性好 ：碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺等碳

8、纖維增強(qiáng)聚酰亞胺等復(fù)合材料，可在復(fù)合材料，可在250250300300條件下使用，高溫蠕變變形條件下使用，高溫蠕變變形小。碳小。碳碳復(fù)合材料具有良好的耐熱沖擊性能，其短碳復(fù)合材料具有良好的耐熱沖擊性能，其短時(shí)間使用溫度可達(dá)時(shí)間使用溫度可達(dá)30003000，且仍保持一定的，且仍保持一定的機(jī)械性能。機(jī)械性能。7 7、成型工藝性能好、成型工藝性能好：復(fù)合材料可采用低壓手糊成型、模復(fù)合材料可采用低壓手糊成型、模壓成型、纏繞成型、注射成型和擠拉成型等各種方法壓成型、纏繞成型、注射成型和擠拉成型等各種方法制制成各種形狀的產(chǎn)品，加工量小，節(jié)省材料和能源，減少成各種形狀的產(chǎn)品，加工量小，節(jié)省材料和能源，減少模

9、夾具，加工周期短。模夾具，加工周期短。 8 8、生物相容性好、生物相容性好 ：碳纖維復(fù)合材料與人體組織、骨骼：碳纖維復(fù)合材料與人體組織、骨骼和血液的相容性比金屬好，可用以制造人工韌帶、骨和血液的相容性比金屬好，可用以制造人工韌帶、骨骼、骼、假肢、心臟瓣膜和體外循環(huán)的血液過(guò)濾器。假肢、心臟瓣膜和體外循環(huán)的血液過(guò)濾器。 9 9、 其它特性其它特性（1 1）耐燒蝕性好；）耐燒蝕性好；（2 2）良好的摩擦性能；）良好的摩擦性能；（3 3）高度的電絕緣性能；）高度的電絕緣性能；（4 4）優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性；）優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性；（5 5）功能復(fù)合材料還有特殊的光、電、磁特性；）功能復(fù)合材

10、料還有特殊的光、電、磁特性；（6 6）復(fù)合材料的耐老化性能，取決于基體材料性能）復(fù)合材料的耐老化性能，取決于基體材料性能和與增強(qiáng)材料的界面粘接。和與增強(qiáng)材料的界面粘接。一般來(lái)講，其耐老化的優(yōu)劣次序?yàn)椋禾沾苫话銇?lái)講，其耐老化的優(yōu)劣次序?yàn)椋禾沾苫鶑?fù)合材料大于金屬基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料大于樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材復(fù)合材料大于金屬基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料大于樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料的耐老化性能也可通過(guò)改進(jìn)樹脂配方、增加表面防護(hù)層等方法來(lái)提高和改善。料的耐老化性能也可通過(guò)改進(jìn)樹脂配方、增加表面防護(hù)層等方法來(lái)提高和改善。（7 7）三類復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能和優(yōu)劣比較為：）三類復(fù)合材料的導(dǎo)熱性

11、能和優(yōu)劣比較為：金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料50655065W/mKW/mK；陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料0.73.5 0.73.5 W/mKW/mK；樹脂基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料0.350.45 0.350.45 W/mKW/mK。 第三節(jié)第三節(jié) 復(fù)合材料的應(yīng)用復(fù)合材料的應(yīng)用 復(fù)合材料范圍廣、產(chǎn)品多，在國(guó)防工復(fù)合材料范圍廣、產(chǎn)品多，在國(guó)防工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中都有廣泛的應(yīng)用。業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中都有廣泛的應(yīng)用。 1 1、石油化工方面應(yīng)用石油化工方面應(yīng)用：不飽和聚酯樹脂基復(fù)合材料（玻：不飽和聚酯樹脂基復(fù)合材料（玻璃鋼）具有耐酸、堿、油、有機(jī)溶劑等腐蝕性能，耐腐蝕璃鋼）具有耐酸、堿、油、有機(jī)溶劑

12、等腐蝕性能，耐腐蝕性大大優(yōu)于鋼材、銅、鉛、硬木等，因此用作各種化工管性大大優(yōu)于鋼材、銅、鉛、硬木等，因此用作各種化工管道、閥門、泵、貯槽、塔器及反道、閥門、泵、貯槽、塔器及反應(yīng)器內(nèi)襯等，現(xiàn)已成為石應(yīng)器內(nèi)襯等，現(xiàn)已成為石油化工設(shè)備防腐蝕重要材料。油化工設(shè)備防腐蝕重要材料。2 2、 交通運(yùn)輸方面應(yīng)用交通運(yùn)輸方面應(yīng)用：纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有重量輕、纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有重量輕、比強(qiáng)度高，抗微生物作用以及制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已在比強(qiáng)度高，抗微生物作用以及制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已在輪船、汽車、鐵路車輛、飛機(jī)、宇航設(shè)備等制造工業(yè)有了輪船、汽車、鐵路車輛、飛機(jī)、宇航設(shè)備等制造工業(yè)有了日益廣泛應(yīng)用。例如，制造小

13、型船艇的船體，巡邏艇、掃日益廣泛應(yīng)用。例如，制造小型船艇的船體，巡邏艇、掃雷艇、賽艇、魚船，還有深水探測(cè)器等。在汽雷艇、賽艇、魚船，還有深水探測(cè)器等。在汽車工業(yè)上已車工業(yè)上已用用SMCSMC復(fù)合材料制成轎車外殼及配件。鐵路車輛上已制成復(fù)合材料制成轎車外殼及配件。鐵路車輛上已制成車身、窗門、窗框、水箱等。在飛機(jī)上的應(yīng)用如機(jī)翼、尾車身、窗門、窗框、水箱等。在飛機(jī)上的應(yīng)用如機(jī)翼、尾翼、操縱面的蒙皮、噴嘴、油箱、螺旋槳等。翼、操縱面的蒙皮、噴嘴、油箱、螺旋槳等。 3 3、電氣工業(yè)方面應(yīng)用、電氣工業(yè)方面應(yīng)用 ：玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有優(yōu)玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，可以制成各種開關(guān)裝置，

14、電纜輸送管良的電絕緣性能，可以制成各種開關(guān)裝置，電纜輸送管道、高頻絕緣子、印刷電路版、電機(jī)防腐絕緣材料，以及道、高頻絕緣子、印刷電路版、電機(jī)防腐絕緣材料，以及電訊工程上制造各種類型雷達(dá)罩。電訊工程上制造各種類型雷達(dá)罩。 4 4、建筑材料方面應(yīng)用建筑材料方面應(yīng)用：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種輕質(zhì)高強(qiáng)：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，具有隔熱、透光、防水等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代新度的結(jié)構(gòu)材料，具有隔熱、透光、防水等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代新型建筑結(jié)構(gòu)材料。如用作農(nóng)業(yè)透光暖房的玻璃鋼瓦楞板（波形型建筑結(jié)構(gòu)材料。如用作農(nóng)業(yè)透光暖房的玻璃鋼瓦楞板（波形板），蜂窩材料增強(qiáng)的透明玻璃鋼隔墻板，一般門窗框架，

15、落板），蜂窩材料增強(qiáng)的透明玻璃鋼隔墻板，一般門窗框架，落水斗管，以及人造大理石、人造瑪瑙全套衛(wèi)生水斗管，以及人造大理石、人造瑪瑙全套衛(wèi)生間浴缸和各種器間浴缸和各種器具等。具等。5 5、軍工方面應(yīng)用軍工方面應(yīng)用：主要用于生產(chǎn)引信體、子彈、彈殼（教練：主要用于生產(chǎn)引信體、子彈、彈殼（教練彈）、炮彈護(hù)環(huán)、槍托、火箭外殼、導(dǎo)彈殼體、火箭筒、雷達(dá)彈）、炮彈護(hù)環(huán)、槍托、火箭外殼、導(dǎo)彈殼體、火箭筒、雷達(dá)罩等。罩等。 6 6、體育用品方面應(yīng)用體育用品方面應(yīng)用：如撐竿、弓箭、球拍、雪橇、賽車、滑：如撐竿、弓箭、球拍、雪橇、賽車、滑板、賽艇、皮艇、劃槳等。板、賽艇、皮艇、劃槳等。 7 7、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)方面應(yīng)用、農(nóng)業(yè)

16、、漁業(yè)方面應(yīng)用 ：各種復(fù)合材料溫室（用于蔬菜、花各種復(fù)合材料溫室（用于蔬菜、花卉生產(chǎn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖，糧食干燥，養(yǎng)雞，養(yǎng)豬等）、糧倉(cāng)、飼料卉生產(chǎn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖，糧食干燥，養(yǎng)雞，養(yǎng)豬等）、糧倉(cāng)、飼料倉(cāng)、化糞槽、水渠、噴霧器、花盆、牛奶運(yùn)送車、糞便運(yùn)輸車倉(cāng)、化糞槽、水渠、噴霧器、花盆、牛奶運(yùn)送車、糞便運(yùn)輸車等。等。6 6、機(jī)械制造方面應(yīng)用、機(jī)械制造方面應(yīng)用 ：有玻璃鋼葉片、風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)械配件：有玻璃鋼葉片、風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)械配件（打漿機(jī)部件、導(dǎo)輥和案輥）、柴油機(jī)部件、紡織機(jī)械部件、（打漿機(jī)部件、導(dǎo)輥和案輥）、柴油機(jī)部件、紡織機(jī)械部件、化纖機(jī)械部件（過(guò)濾器、離心罐、套片等）、貯能飛輪、消聲化纖機(jī)械部件（過(guò)濾器、離

17、心罐、套片等）、貯能飛輪、消聲設(shè)備、磁選機(jī)筒身、軸套、煤礦機(jī)械部件、齒輪、法蘭圈、皮設(shè)備、磁選機(jī)筒身、軸套、煤礦機(jī)械部件、齒輪、法蘭圈、皮帶輪和防護(hù)罩等。帶輪和防護(hù)罩等。 西方主要國(guó)家在汽車、建筑和造船等工業(yè)中玻璃鋼用量比較西方主要國(guó)家在汽車、建筑和造船等工業(yè)中玻璃鋼用量比較美國(guó)美國(guó) 汽車工業(yè)（汽車工業(yè)（26%26%） 建筑工業(yè)（建筑工業(yè)（18.6%18.6%）造船業(yè)（）造船業(yè)（17%17%）西歐西歐 電子工業(yè)（電子工業(yè)（21.3%21.3%） 汽車工業(yè)（汽車工業(yè)（21.1%21.1%）建筑業(yè)（）建筑業(yè)（13.813.8）日本日本 建筑工業(yè)（建筑工業(yè)（40.140.1） 工業(yè)材料（工業(yè)材料（1

18、5%15%） 防腐工程（防腐工程（12%12%）加拿大加拿大 汽車工業(yè)（汽車工業(yè)（29.3%29.3%） 造船業(yè)（造船業(yè)（26.3%26.3%） 建筑業(yè)（建筑業(yè)（16%16%） 注：括號(hào)內(nèi)為占總量的百分比注：括號(hào)內(nèi)為占總量的百分比 第四節(jié)第四節(jié) 基體材料基體材料樹脂體系樹脂體系 一、概述一、概述 樹脂指的是一種無(wú)定行的半固態(tài)、固態(tài)或假樹脂指的是一種無(wú)定行的半固態(tài)、固態(tài)或假固態(tài)的高分子化合物。固態(tài)的高分子化合物。按其來(lái)源分為天然樹脂及按其來(lái)源分為天然樹脂及合成樹脂。一般不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等合成樹脂。一般不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑中。透明或半透明，不導(dǎo)電，無(wú)固定熔有機(jī)溶劑中。透明

19、或半透明，不導(dǎo)電，無(wú)固定熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)或熔融范圍。受熱變軟，并逐漸點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)或熔融范圍。受熱變軟，并逐漸熔化。熔化時(shí)發(fā)粘。能反復(fù)受熱軟化（或熔化）熔化。熔化時(shí)發(fā)粘。能反復(fù)受熱軟化（或熔化）的樹脂稱為熱塑性樹脂；經(jīng)過(guò)一次受熱軟化（或的樹脂稱為熱塑性樹脂；經(jīng)過(guò)一次受熱軟化（或熔化）冷卻凝固后變成不熔狀態(tài)的樹脂稱為熱固熔化）冷卻凝固后變成不熔狀態(tài)的樹脂稱為熱固性樹脂。性樹脂。 復(fù)合材料中的基體有三種主要作用：復(fù)合材料中的基體有三種主要作用：把纖維把纖維粘在一起；分配纖維間的載荷；保護(hù)纖維不受環(huán)粘在一起；分配纖維間的載荷；保護(hù)纖維不受環(huán)境影響。境影響。樹脂基體性能比較樹脂基體性能比較性能性能 環(huán)

20、氧樹脂環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂 先進(jìn)的先進(jìn)的 聚酯聚酯 酚醛酚醛 溫室固化溫室固化 熱固化熱固化密度密度 1.11.11.31.3 1.21.21.41.4 1.31.3 1.21.2 1.21.3拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度MpaMpa 505070 7090 60 5060 5060拉伸模量拉伸模量GpaGpa 23 2.53 3.5 23 511破壞延伸率破壞延伸率% % 26 25 2 23 1.2壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度MpaMpa 80100 120130 300 120140 70200最高使用溫度最高使用溫度7070100 100180 180 6080 100125 注：注：(1）所列的數(shù)據(jù)是

21、按有關(guān)的）所列的數(shù)據(jù)是按有關(guān)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法得到的。標(biāo)準(zhǔn)方法得到的。 （2）推薦與先進(jìn)纖維一起使用的一種典型樹脂。）推薦與先進(jìn)纖維一起使用的一種典型樹脂。 （3）所列為熱變溫度，是近似地測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)的開始溫度。）所列為熱變溫度，是近似地測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)的開始溫度。二、環(huán)氧樹脂二、環(huán)氧樹脂1、概述、概述 環(huán)氧樹脂是一類含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)環(huán)氧樹脂是一類含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基的混合物。氧基的混合物。其主要類型是由多元酚與環(huán)其主要類型是由多元酚與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下起反應(yīng)形成的。若多氧氯丙烷在堿性條件下起反應(yīng)形成的。若多元酚為二酚丙基烷，就得到最常見的環(huán)氧樹元酚為二酚丙基烷，就得到最常見的

22、環(huán)氧樹脂。這些材料的商品名稱如脂。這些材料的商品名稱如Epikote或或Epon 828 DOW 331，Araldite F，6010等等。這些等等。這些樹脂是以透明的淡黃色粘稠液體形成供應(yīng)的。樹脂是以透明的淡黃色粘稠液體形成供應(yīng)的。DPP基環(huán)氧樹脂（標(biāo)準(zhǔn)型）基環(huán)氧樹脂（標(biāo)準(zhǔn)型） DDM的三縮水甘油醚（先進(jìn)樹脂）的三縮水甘油醚（先進(jìn)樹脂） CH2CHCH2OCOCH2CHOOCH2CH3CH3CH2OCHCH2CH2CHCH2NOCH2NCH2CHCH2CHOOCH2CH2 H2NC H2C H2NHC H2C H2N H2 (c)DET，室溫固化劑室溫固化劑 （d）DDM，熱固化劑熱固化劑

23、CH2NH2H2N12、 環(huán)氧樹脂的優(yōu)缺點(diǎn)環(huán)氧樹脂的優(yōu)缺點(diǎn)環(huán)氧樹脂的主要環(huán)氧樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：是：（1）、粘接力強(qiáng)，固化機(jī)械強(qiáng)度高；）、粘接力強(qiáng)，固化機(jī)械強(qiáng)度高；（2）、能為特殊用途提供最佳性能，能控制斷）、能為特殊用途提供最佳性能，能控制斷裂韌性；裂韌性；（3）、使用方便，無(wú)揮發(fā)物；）、使用方便，無(wú)揮發(fā)物；（4）、固化收縮率低，固化體積收縮率為）、固化收縮率低，固化體積收縮率為14%，制品的尺寸穩(wěn)定性好；，制品的尺寸穩(wěn)定性好；（5）、良好的熱穩(wěn)定性；）、良好的熱穩(wěn)定性；（6）、電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕性能（特別是）、電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕性能（特別是耐堿性）好；耐堿性）好；（7）、樹脂保存

24、期長(zhǎng)，可制成）、樹脂保存期長(zhǎng)，可制成B階樹脂，有良階樹脂，有良好制造預(yù)浸漬制品的特性。好制造預(yù)浸漬制品的特性。環(huán)氧樹脂的主要環(huán)氧樹脂的主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：是：（1）、成本比聚酯樹脂高（特殊樹脂的成本）、成本比聚酯樹脂高（特殊樹脂的成本可能更高）；可能更高）；（2）、粘度大（指雙酚）、粘度大（指雙酚A型），一般不適合型），一般不適合噴射成型；噴射成型；（3）、固化速度比較慢，達(dá)到完全固化必須）、固化速度比較慢，達(dá)到完全固化必須熱處理，使得不如聚酯樹脂使用方便；熱處理，使得不如聚酯樹脂使用方便；（4）、對(duì)某些有機(jī)材料（特別是有機(jī)酸和酚）、對(duì)某些有機(jī)材料（特別是有機(jī)酸和酚）的抗腐蝕性能和高溫性能差；的抗

25、腐蝕性能和高溫性能差；（5）、固化劑毒性大。）、固化劑毒性大。 三、聚酯樹脂三、聚酯樹脂1、概述、概述 聚酯樹脂由二元酸與二元醇（乙二醇）或二元酚聚酯樹脂由二元酸與二元醇（乙二醇）或二元酚的混合物縮合而成。這種二元酸混合物的混合物縮合而成。這種二元酸混合物含有不飽和酸。含有不飽和酸。 Propylence glycolPropylence glycol 丙二醇丙二醇 ： Phthalic anhydridePhthalic anhydride鄰苯二甲酸酐：鄰苯二甲酸酐： Maleic anhydrideMaleic anhydride 馬萊酸酐：馬萊酸酐： Hydroquinone Hydro

26、quinone 對(duì)苯二酚：對(duì)苯二酚： Monomeric styrenceMonomeric styrence 單體苯乙烯：?jiǎn)误w苯乙烯： 聚酯樹脂的成分聚酯樹脂的成分CH2OHCHMcOHCOCOOCHOHCHOHOHOOHCHCH22、聚酯種類、聚酯種類 聚酯的主要商業(yè)改型是通過(guò)用代用材料部分更換聚酯的主要商業(yè)改型是通過(guò)用代用材料部分更換飽和酸或乙二醇來(lái)改變聚酯的組分為基礎(chǔ)的。例如，用飽和酸或乙二醇來(lái)改變聚酯的組分為基礎(chǔ)的。例如，用間苯二酸代替標(biāo)準(zhǔn)鄰苯二酸（間苯二甲酸聚酯）或用二間苯二酸代替標(biāo)準(zhǔn)鄰苯二酸（間苯二甲酸聚酯）或用二酚基甲烷代替一些乙二醇酚基甲烷代替一些乙二醇(“DDP樹脂樹脂”)

27、而得到強(qiáng)度和而得到強(qiáng)度和耐久性好的樹脂。另一種通用的改型是用已二酸，這種耐久性好的樹脂。另一種通用的改型是用已二酸，這種酸改善了固化后基體的柔軟性和增加了斷裂伸長(zhǎng)率。酸改善了固化后基體的柔軟性和增加了斷裂伸長(zhǎng)率。3、聚酯固化、聚酯固化 固化聚酯最常用的引發(fā)劑是過(guò)氧化甲乙酮（固化聚酯最常用的引發(fā)劑是過(guò)氧化甲乙酮（MEKP），），它通常是以鄰苯二甲酸二甲酯溶液它通常是以鄰苯二甲酸二甲酯溶液形式提供的。以形式提供的。以石蠟油的溶液提供的環(huán)烷酸鈷作為石蠟油的溶液提供的環(huán)烷酸鈷作為MEKP的催化劑。的催化劑。 4、小結(jié)、小結(jié)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）、固化迅速，且能在常溫下固化，無(wú)揮發(fā)性產(chǎn)物；）、固化迅速，且能

28、在常溫下固化，無(wú)揮發(fā)性產(chǎn)物；（2）、初始粘度低，易浸潤(rùn)增強(qiáng)體；）、初始粘度低，易浸潤(rùn)增強(qiáng)體；（3）、可用多種手段實(shí)現(xiàn)固化，如引發(fā)劑、紫外線射）、可用多種手段實(shí)現(xiàn)固化，如引發(fā)劑、紫外線射線等；線等；（4）、可低壓成型，接觸壓也可成型；）、可低壓成型，接觸壓也可成型；（5）、機(jī)械性能與電性能優(yōu)良；）、機(jī)械性能與電性能優(yōu)良；（6）、化學(xué)性能穩(wěn)定；）、化學(xué)性能穩(wěn)定；（7）、具有良好的環(huán)境耐久性、耐熱性、耐藥品性、）、具有良好的環(huán)境耐久性、耐熱性、耐藥品性、阻燃、觸變性等；阻燃、觸變性等；（8）、可著色，可獲得透明美觀的涂膜；）、可著色，可獲得透明美觀的涂膜；（9）、成本低，對(duì)特殊用途容易通過(guò)多種工藝措

29、施來(lái)）、成本低，對(duì)特殊用途容易通過(guò)多種工藝措施來(lái)進(jìn)行制造。進(jìn)行制造。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：（1）、空氣中氧的存在會(huì)阻礙固化；）、空氣中氧的存在會(huì)阻礙固化；（2）、固化過(guò)程中的溫度升高和收縮率大（這兩個(gè)）、固化過(guò)程中的溫度升高和收縮率大（這兩個(gè)因素導(dǎo)致產(chǎn)生加工應(yīng)力），從而使纖維因素導(dǎo)致產(chǎn)生加工應(yīng)力），從而使纖維/基體間的基體間的膠接強(qiáng)度比較差；膠接強(qiáng)度比較差；（3）、固化不當(dāng)時(shí)，由于固化放熱收縮就會(huì)產(chǎn)生裂）、固化不當(dāng)時(shí)，由于固化放熱收縮就會(huì)產(chǎn)生裂紋；紋；（4）、固化易受溫度、濕度的影響；）、固化易受溫度、濕度的影響；（5）、若體系具有足夠的剪切強(qiáng)度則變得比較脆，）、若體系具有足夠的剪切強(qiáng)度則變得比較脆，在

30、體系中韌性添加劑看來(lái)是無(wú)效的；在體系中韌性添加劑看來(lái)是無(wú)效的；（6）、通用聚酯有可燃性；）、通用聚酯有可燃性；（7）、硫磺、酚類化合物、碳等混入時(shí)，固化困難；）、硫磺、酚類化合物、碳等混入時(shí)，固化困難；（8）、特殊金屬或化合物對(duì)固化影響較大；）、特殊金屬或化合物對(duì)固化影響較大；（9）、對(duì)非常稀的堿的耐腐蝕性也差。）、對(duì)非常稀的堿的耐腐蝕性也差。 四、乙烯基酯樹脂四、乙烯基酯樹脂 用不飽和羥基化合物（例如乙烯醇）代替聚酯用不飽和羥基化合物（例如乙烯醇）代替聚酯中的某些乙二醇，并去掉不飽和酸可得到與聚酯非中的某些乙二醇，并去掉不飽和酸可得到與聚酯非常相似的樹脂體系。這些材料稱為乙烯基酯樹脂，常相似

31、的樹脂體系。這些材料稱為乙烯基酯樹脂，并以苯乙烯單體溶液的形式在市場(chǎng)上出售。其使用并以苯乙烯單體溶液的形式在市場(chǎng)上出售。其使用方法與聚酯相同。這些材料的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了纖方法與聚酯相同。這些材料的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了纖維和基體之間的膠接強(qiáng)維和基體之間的膠接強(qiáng)度?？傊?，這些材料類似于度?？傊@些材料類似于聚酯。聚酯。 五、酚醛樹脂五、酚醛樹脂1、概述、概述 當(dāng)酚醛樹脂在堿性條件下與甲醛縮合時(shí)，發(fā)生聚合反當(dāng)酚醛樹脂在堿性條件下與甲醛縮合時(shí)，發(fā)生聚合反應(yīng)。若仔細(xì)控制這個(gè)體系，聚合反應(yīng)就能停止，此時(shí)聚應(yīng)。若仔細(xì)控制這個(gè)體系，聚合反應(yīng)就能停止，此時(shí)聚合物仍然是可熔的或可溶的。這種預(yù)聚物稱為可溶性酚合物仍然

32、是可熔的或可溶的。這種預(yù)聚物稱為可溶性酚醛樹脂。它將在醛樹脂。它將在熱的作用下或者酸性或堿性催化劑作用熱的作用下或者酸性或堿性催化劑作用下聚合，得到一種具有復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)的致密交聯(lián)材料。下聚合，得到一種具有復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)的致密交聯(lián)材料。 交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（可溶性酚醛樹脂）交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（可溶性酚醛樹脂） CH2CH2OHCH2CH2OHCH2OHCH2CH2O CH2OHCH2OHCH2CHCHCH2OHCH2OHCH2OHCH2CH2若在酸條件下完成預(yù)聚反應(yīng)，則按不同的聚若在酸條件下完成預(yù)聚反應(yīng)，則按不同的聚合反應(yīng)流程可得到一種熱塑性酚醛樹脂。這合反應(yīng)流程可得到一種熱塑性酚醛樹脂。這種酚醛

33、樹脂自身不會(huì)聚合，但是在胺的絡(luò)合種酚醛樹脂自身不會(huì)聚合，但是在胺的絡(luò)合物，通常為六次甲基四胺作用下能交聯(lián)。物，通常為六次甲基四胺作用下能交聯(lián)。 交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（熱塑性酚醛樹脂）交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（熱塑性酚醛樹脂） H OC H2NC H2C H2O HC H2O HC H2N H C H2O HC H NC H2C H2O HC H2C H2O HC H2C H2O HC H2O H 2、酚醛樹脂的性能、酚醛樹脂的性能用于復(fù)合材料的酚醛樹脂預(yù)聚物是固態(tài)的，然而用于復(fù)合材料的酚醛樹脂預(yù)聚物是固態(tài)的，然而通常提供的是溶液。由于稀釋作用，溶液在室溫通常提供的是溶液。由于稀釋作用，溶液在室溫下是穩(wěn)

34、定的。通常用布料或氈片作為纖維用這種下是穩(wěn)定的。通常用布料或氈片作為纖維用這種溶液來(lái)浸漬，再把溶劑揮發(fā)掉。再對(duì)所得到的產(chǎn)溶液來(lái)浸漬，再把溶劑揮發(fā)掉。再對(duì)所得到的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，使樹脂體系部分聚合。這種材料物進(jìn)行熱處理，使樹脂體系部分聚合。這種材料稱為預(yù)浸料，若這種樹脂進(jìn)行了熱處理，則稱為稱為預(yù)浸料，若這種樹脂進(jìn)行了熱處理，則稱為B階預(yù)浸料（階預(yù)浸料（A階為液態(tài)或粘性固態(tài)預(yù)聚物，階為液態(tài)或粘性固態(tài)預(yù)聚物，B階是階是一種低粘性的可熔固體，一種低粘性的可熔固體，C階是完全固化狀態(tài)）。階是完全固化狀態(tài)）。然后把預(yù)聚料按要求的方向鋪疊，并加熱加壓使然后把預(yù)聚料按要求的方向鋪疊，并加熱加壓使之固化。所有熱

35、固化樹脂（包括環(huán)氧樹脂和聚酯之固化。所有熱固化樹脂（包括環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂）一般都以這種方式使用，而酚醛樹脂只能樹脂）一般都以這種方式使用，而酚醛樹脂只能用作預(yù)浸用作預(yù)浸料。料。 3 3、酚醛樹脂的特點(diǎn)、酚醛樹脂的特點(diǎn)酚醛樹脂的主要酚醛樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：具有優(yōu)良的耐高溫性，特別是：具有優(yōu)良的耐高溫性，特別是在氧化條件下。這特別對(duì)它們的燒蝕性，即直接在是在氧化條件下。這特別對(duì)它們的燒蝕性，即直接在火焰中的燒穿速度有影響。在這些條件下，酚醛樹脂火焰中的燒穿速度有影響。在這些條件下，酚醛樹脂會(huì)很快碳化，并在外表產(chǎn)生一層優(yōu)質(zhì)的多孔碳。在表會(huì)很快碳化，并在外表產(chǎn)生一層優(yōu)質(zhì)的多孔碳。在表面多孔碳層慢慢

36、燒盡的同時(shí)，保護(hù)了內(nèi)部的復(fù)合材料。面多孔碳層慢慢燒盡的同時(shí)，保護(hù)了內(nèi)部的復(fù)合材料。而其它樹脂所形成的多孔碳層往往質(zhì)量差，會(huì)較快燒而其它樹脂所形成的多孔碳層往往質(zhì)量差，會(huì)較快燒盡，生成氣態(tài)物質(zhì)。盡，生成氣態(tài)物質(zhì)。酚醛樹脂的酚醛樹脂的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：在聚合反應(yīng)期間需要施加高壓從是：在聚合反應(yīng)期間需要施加高壓從而很難使用它們，顏色差（由棕褐色變到黑色），由而很難使用它們，顏色差（由棕褐色變到黑色），由于空隙含量高，用它制成的復(fù)合材料的力學(xué)性能比由于空隙含量高，用它制成的復(fù)合材料的力學(xué)性能比由其它樹脂制成的復(fù)合材料的力學(xué)性能差。其它樹脂制成的復(fù)合材料的力學(xué)性能差。六、其它樹脂六、其它樹脂 已經(jīng)研制了多種樹

37、脂準(zhǔn)備用于已經(jīng)研制了多種樹脂準(zhǔn)備用于耐高溫（例如：耐高溫（例如：250250350350）復(fù)）復(fù)合材料合材料。例如，市場(chǎng)上少量可以買到的樹脂有：聚酰亞胺（。例如，市場(chǎng)上少量可以買到的樹脂有：聚酰亞胺（PIPI）雙馬雙馬來(lái)酰亞胺（來(lái)酰亞胺（BMIBMI）和聚苯并咪唑和聚苯并咪唑( (FBI)FBI)。這些樹脂都是常常含有稠雜環(huán)這些樹脂都是常常含有稠雜環(huán)的復(fù)雜的芳香材料。它們是由四官能芳香酸和芳香二胺的復(fù)雜的芳香材料。它們是由四官能芳香酸和芳香二胺( (PI)PI)或四胺或四胺( (PBI)PBI)制成的。經(jīng)常在酸酐和堿性催化劑下對(duì)這種預(yù)聚物進(jìn)行熱處理制成的。經(jīng)常在酸酐和堿性催化劑下對(duì)這種預(yù)聚物進(jìn)

38、行熱處理以得到交聯(lián)網(wǎng)狀物。到目前為止，這類樹脂能持久地經(jīng)受以得到交聯(lián)網(wǎng)狀物。到目前為止，這類樹脂能持久地經(jīng)受300300左右左右的溫度（短時(shí)間能經(jīng)受高達(dá)的溫度（短時(shí)間能經(jīng)受高達(dá)420420的溫度）。的溫度）。 大部分耐高溫樹脂，固化反應(yīng)的目的是在高溫下通過(guò)鏈間的分子大部分耐高溫樹脂，固化反應(yīng)的目的是在高溫下通過(guò)鏈間的分子重新排列，使網(wǎng)狀物具有更大的剛度。由于這些復(fù)雜的反應(yīng)所要求的重新排列，使網(wǎng)狀物具有更大的剛度。由于這些復(fù)雜的反應(yīng)所要求的溫度非常高，所以必須保證部分形成的預(yù)制網(wǎng)具有高溫穩(wěn)定性。當(dāng)交溫度非常高，所以必須保證部分形成的預(yù)制網(wǎng)具有高溫穩(wěn)定性。當(dāng)交聯(lián)和分子重新排列反應(yīng)交替發(fā)生時(shí)，為了在

39、處于最高固化溫度之前先聯(lián)和分子重新排列反應(yīng)交替發(fā)生時(shí)，為了在處于最高固化溫度之前先讓聚合反應(yīng)和交聯(lián)進(jìn)行到底，固化循環(huán)往往是復(fù)雜的。讓聚合反應(yīng)和交聯(lián)進(jìn)行到底，固化循環(huán)往往是復(fù)雜的。 BMI BMI樹脂可采用與普通的環(huán)氧樹脂所用的類似方法操作。這類樹脂樹脂可采用與普通的環(huán)氧樹脂所用的類似方法操作。這類樹脂的熱性能提高了。的熱性能提高了。PIPI和和PBIPBI樹脂的使用比較困難，并且要求預(yù)浸工藝樹脂的使用比較困難，并且要求預(yù)浸工藝和高溫高壓的固化條件。和高溫高壓的固化條件。PIPI比比PBIPBI的耐熱性能好，但是使用比較困難。的耐熱性能好，但是使用比較困難。第五節(jié)第五節(jié) 復(fù)合材料的成型工藝復(fù)合材

40、料的成型工藝一、復(fù)合材料成型工藝的范圍一、復(fù)合材料成型工藝的范圍 復(fù)合材料的設(shè)計(jì)包括性能（功能）設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)包括性能（功能）設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)（強(qiáng)度、剛度）設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的組成（強(qiáng)度、剛度）設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的組成部分。性能設(shè)計(jì)要求充分考慮最終產(chǎn)品的使用條件，部分。性能設(shè)計(jì)要求充分考慮最終產(chǎn)品的使用條件，設(shè)計(jì)出具有與要求性能相符合的復(fù)合材料；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出具有與要求性能相符合的復(fù)合材料；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)所承受的載荷和使用環(huán)境，確定結(jié)構(gòu)形狀尺寸，是根據(jù)所承受的載荷和使用環(huán)境，確定結(jié)構(gòu)形狀尺寸，以確保產(chǎn)品安全、可靠；工藝設(shè)計(jì)則是選擇與產(chǎn)品性以確保產(chǎn)品安全、可靠；工藝設(shè)計(jì)則是選

41、擇與產(chǎn)品性能要求及批量相適應(yīng)的成型方法，使性能與結(jié)構(gòu)設(shè)能要求及批量相適應(yīng)的成型方法，使性能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的要求能夠充分滿足，并且成型方便，成本低廉。的要求能夠充分滿足，并且成型方便，成本低廉。 二、復(fù)合材料成型工藝的特點(diǎn)二、復(fù)合材料成型工藝的特點(diǎn) 首先，材料的形成與制品的成型是同時(shí)完成的首先，材料的形成與制品的成型是同時(shí)完成的。復(fù)合。復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程，也就是復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過(guò)程。在材料的生產(chǎn)過(guò)程，也就是復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過(guò)程。在復(fù)合材料制品的成型中，增強(qiáng)材料的性狀雖然變化不大，復(fù)合材料制品的成型中，增強(qiáng)材料的性狀雖然變化不大，但基體的形狀有較大改變。復(fù)合材料的工藝水平直接影但基體的形狀有較大

42、改變。復(fù)合材料的工藝水平直接影響材料或制品的性能。如成型過(guò)程中纖維的預(yù)處理（物響材料或制品的性能。如成型過(guò)程中纖維的預(yù)處理（物理或化學(xué)方法的處理）、纖維的排列、驅(qū)除氣泡的程度、理或化學(xué)方法的處理）、纖維的排列、驅(qū)除氣泡的程度、是否擠膠、溫度、壓力、時(shí)間控制精確度等等都直接影是否擠膠、溫度、壓力、時(shí)間控制精確度等等都直接影響制品性能。響制品性能。 其次，復(fù)合材料的成型比較方便。其次，復(fù)合材料的成型比較方便。因?yàn)闃渲诠袒耙驗(yàn)闃渲诠袒熬哂幸欢ǖ牧鲃?dòng)性，纖維很柔軟，依靠模具容易形成要具有一定的流動(dòng)性，纖維很柔軟，依靠模具容易形成要求的形狀和尺寸。一種復(fù)合材料制可以用多種方法成型，求的形狀和尺寸

43、。一種復(fù)合材料制可以用多種方法成型，選擇余地大。在選擇成型方法時(shí)應(yīng)該根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)、選擇余地大。在選擇成型方法時(shí)應(yīng)該根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)、用途、生產(chǎn)量、成本以及生產(chǎn)條件綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)用途、生產(chǎn)量、成本以及生產(chǎn)條件綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)和最方便簡(jiǎn)便的成型工藝。和最方便簡(jiǎn)便的成型工藝。（教材（教材 130: 130:圖圖3-3-25 3-3-25 復(fù)合材料的一般生產(chǎn)流程復(fù)合材料的一般生產(chǎn)流程) ) 四四 、選擇成型工藝方法的原則、選擇成型工藝方法的原則 在選擇成型方法時(shí)，必須同時(shí)滿足材料性能、產(chǎn)品質(zhì)在選擇成型方法時(shí)，必須同時(shí)滿足材料性能、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等多種因素的基本要求，具體應(yīng)考慮：量和經(jīng)濟(jì)效益等

44、多種因素的基本要求，具體應(yīng)考慮：（1 1）產(chǎn)品的外形構(gòu)造和尺寸大??；）產(chǎn)品的外形構(gòu)造和尺寸大??；（2 2）材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求，如材料的物理性能，產(chǎn)）材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求，如材料的物理性能，產(chǎn)品的強(qiáng)度及表面粗糙度（光潔度）要求等；品的強(qiáng)度及表面粗糙度（光潔度）要求等；（3 3）生產(chǎn)批量大小及供應(yīng)時(shí)間（允許的生產(chǎn)周期）要求；）生產(chǎn)批量大小及供應(yīng)時(shí)間（允許的生產(chǎn)周期）要求；（4 4）企業(yè)可能提供的設(shè)備條件及資金；（）企業(yè)可能提供的設(shè)備條件及資金；（5 5）綜合經(jīng)濟(jì)）綜合經(jīng)濟(jì)效益，保證企業(yè)贏利。效益，保證企業(yè)贏利。 一般來(lái)講，生產(chǎn)批量大，數(shù)量多及外形復(fù)雜的小產(chǎn)品，多采用模壓成型，如機(jī)一般來(lái)講，生

45、產(chǎn)批量大，數(shù)量多及外形復(fù)雜的小產(chǎn)品，多采用模壓成型，如機(jī)械零件，電工器材等；對(duì)造形簡(jiǎn)單的大尺寸產(chǎn)品，如浴缸、汽車部件等，適宜采用械零件，電工器材等；對(duì)造形簡(jiǎn)單的大尺寸產(chǎn)品，如浴缸、汽車部件等，適宜采用SMCSMC大臺(tái)面成型，亦可用手糊工藝生產(chǎn)小批量產(chǎn)品；對(duì)于壓力管道及容器，則宜用纏大臺(tái)面成型，亦可用手糊工藝生產(chǎn)小批量產(chǎn)品；對(duì)于壓力管道及容器，則宜用纏繞工藝；對(duì)于批量小的大尺寸制品，如船體外殼、大型儲(chǔ)槽等，常采用手糊、噴射工繞工藝；對(duì)于批量小的大尺寸制品，如船體外殼、大型儲(chǔ)槽等，常采用手糊、噴射工藝；對(duì)于板材和線型制品，可采用連續(xù)成型工藝。藝；對(duì)于板材和線型制品，可采用連續(xù)成型工藝。 五、低壓成

46、型工藝五、低壓成型工藝 低壓成型是物料在常壓或低壓下固化成型為制品的工藝方法。低壓成型是物料在常壓或低壓下固化成型為制品的工藝方法。成型壓力范圍為成型壓力范圍為0.10.1Pa0.7PaPa0.7Pa，最高不超過(guò)最高不超過(guò)2 2MPaMPa。低壓成型過(guò)程一低壓成型過(guò)程一般為：先使材料在敞開的模具（也可使用對(duì)模）上具備一定形狀，般為：先使材料在敞開的模具（也可使用對(duì)模）上具備一定形狀，然后施加壓力或不加壓，使樹脂滲透流動(dòng)，通過(guò)加溫或常溫固化然后施加壓力或不加壓，使樹脂滲透流動(dòng)，通過(guò)加溫或常溫固化定型，脫模后再經(jīng)過(guò)不要的輔助加工得到制品。定型，脫模后再經(jīng)過(guò)不要的輔助加工得到制品。 低壓成型低壓成型

47、設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少、見效快。設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少、見效快。一般輕質(zhì)材料（如木材、一般輕質(zhì)材料（如木材、石膏、玻璃鋼、鑄鋁、水泥等）均可作為模具材料，同時(shí)模具制石膏、玻璃鋼、鑄鋁、水泥等）均可作為模具材料，同時(shí)模具制造周期短。低壓成型法特別適于大型薄壁制品整體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，造周期短。低壓成型法特別適于大型薄壁制品整體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，也適宜生產(chǎn)量小和需頻繁改變尺寸的制品。因?yàn)樵摲椒ㄖ恍韬?jiǎn)單也適宜生產(chǎn)量小和需頻繁改變尺寸的制品。因?yàn)樵摲椒ㄖ恍韬?jiǎn)單的工具和模具以及簡(jiǎn)易的場(chǎng)地便能生產(chǎn)，有時(shí)還可以進(jìn)行制品的的工具和模具以及簡(jiǎn)易的場(chǎng)地便能生產(chǎn)，有時(shí)還可以進(jìn)行制品的現(xiàn)場(chǎng)加工，方便靈活，很適合中小企業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)加工，方便靈活，

48、很適合中小企業(yè)。 所以，低壓成型在復(fù)合材料工業(yè)是一種所以，低壓成型在復(fù)合材料工業(yè)是一種“經(jīng)久不衰經(jīng)久不衰”的工藝的工藝方法。但低壓成型工藝也存在著方法。但低壓成型工藝也存在著生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。制品質(zhì)量在很大程度上依賴于操作人員的技術(shù)水等缺點(diǎn)。制品質(zhì)量在很大程度上依賴于操作人員的技術(shù)水平，而且重復(fù)性差。平，而且重復(fù)性差。低壓成型工藝包括低壓成型工藝包括手糊工藝、噴射工藝和鋪層工藝。手糊工藝、噴射工藝和鋪層工藝。 (一一)、手糊成型工藝、手糊成型工藝 手糊成型是聚合物基復(fù)合材料生產(chǎn)中最早使用和最簡(jiǎn)單手糊成型是聚合物基復(fù)合材料生產(chǎn)中最早使用和

49、最簡(jiǎn)單的一種工藝方法。手糊成型又稱接觸成型，這種方法的一種工藝方法。手糊成型又稱接觸成型，這種方法用用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開的模手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開的模具上，經(jīng)室溫固化和脫模即可獲得制品。具上，經(jīng)室溫固化和脫模即可獲得制品。所用工具和工所用工具和工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，不受制品尺寸限制，但工藝質(zhì)量不穩(wěn)定，藝設(shè)備簡(jiǎn)單，不受制品尺寸限制，但工藝質(zhì)量不穩(wěn)定，易受操作人員水平、經(jīng)驗(yàn)和勞動(dòng)態(tài)度的影響，且勞動(dòng)條易受操作人員水平、經(jīng)驗(yàn)和勞動(dòng)態(tài)度的影響，且勞動(dòng)條件差。適宜于小批量、大尺寸、品種變化多的制品生產(chǎn)。件差。適宜于小批量、大尺寸、品種變化多的制品生產(chǎn)。用手糊成型可生

50、產(chǎn)波形瓦、浴盆、冷卻塔、活動(dòng)房、衛(wèi)用手糊成型可生產(chǎn)波形瓦、浴盆、冷卻塔、活動(dòng)房、衛(wèi)生間、貯槽、貯罐、風(fēng)機(jī)葉片、各類漁船和游艇、微型生間、貯槽、貯罐、風(fēng)機(jī)葉片、各類漁船和游艇、微型汽車和客車殼體、大型雷達(dá)天線罩及天文臺(tái)屋頂罩、設(shè)汽車和客車殼體、大型雷達(dá)天線罩及天文臺(tái)屋頂罩、設(shè)備防護(hù)罩、雕像、舞臺(tái)道具和飛機(jī)蒙皮、機(jī)翼、火箭外備防護(hù)罩、雕像、舞臺(tái)道具和飛機(jī)蒙皮、機(jī)翼、火箭外殼防熱底板等大中型零件?，F(xiàn)在世界各國(guó)的聚合物殼防熱底板等大中型零件?，F(xiàn)在世界各國(guó)的聚合物基復(fù)基復(fù)合材料成型工藝中手糊工藝仍將占相當(dāng)重要的比例。合材料成型工藝中手糊工藝仍將占相當(dāng)重要的比例。 （二）、噴射成型工藝（二）、噴射成型工藝

51、國(guó)外在國(guó)外在60年代發(fā)展了噴射法并有成套噴射設(shè)備出售。例如年代發(fā)展了噴射法并有成套噴射設(shè)備出售。例如美國(guó)維納斯美國(guó)維納斯(VENUS)公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的H.I.S噴射成型機(jī)；英國(guó)的噴射成型機(jī)；英國(guó)的“Dowuland”纖維樹脂噴射機(jī)；奧地利纖維樹脂噴射機(jī)；奧地利“Polgspary”玻璃纖玻璃纖維維/聚酯噴射機(jī)等。聚酯噴射機(jī)等。噴射成型一般是將混有促進(jìn)劑的樹脂和噴射成型一般是將混有促進(jìn)劑的樹脂和有引發(fā)劑的樹脂分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時(shí)將玻璃纖維粗有引發(fā)劑的樹脂分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時(shí)將玻璃纖維粗紗用切割器切斷并由噴槍中心噴出，與樹脂一起均勻沉積紗用切割器切斷并由噴槍中心噴出，與樹脂一起均勻沉積

52、到模具上，待模具上的材料沉積到一定的厚度，用手輥使到模具上，待模具上的材料沉積到一定的厚度，用手輥使纖維浸透樹脂和壓實(shí)并去除氣泡，最后固化成制品。纖維浸透樹脂和壓實(shí)并去除氣泡，最后固化成制品。噴射成型在各種成型方法中所占的比重很大，噴射成型在各種成型方法中所占的比重很大，美國(guó)占美國(guó)占27%，日本占，日本占16%。噴射成型法屬于半機(jī)械化手糊，生產(chǎn)效率比手糊提高噴射成型法屬于半機(jī)械化手糊，生產(chǎn)效率比手糊提高24倍，生產(chǎn)率可倍，生產(chǎn)率可達(dá)達(dá)15kg/min，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，適于生產(chǎn)大尺寸和批量生產(chǎn)，制品無(wú)搭勞動(dòng)強(qiáng)度降低，適于生產(chǎn)大尺寸和批量生產(chǎn)，制品無(wú)搭接縫，整體性好。缺點(diǎn)是樹脂含量高，制品強(qiáng)度較低；

53、現(xiàn)場(chǎng)污染大，接縫，整體性好。缺點(diǎn)是樹脂含量高，制品強(qiáng)度較低；現(xiàn)場(chǎng)污染大，要求工作間局部封閉，操作者應(yīng)熟練掌握操作技術(shù)。噴射法可用來(lái)成要求工作間局部封閉，操作者應(yīng)熟練掌握操作技術(shù)。噴射法可用來(lái)成型船體、浴盆、淋浴間、汽車與貨車車身、容器、大型板、機(jī)器外罩、型船體、浴盆、淋浴間、汽車與貨車車身、容器、大型板、機(jī)器外罩、電影設(shè)備和仿磚石外型建筑物、舞臺(tái)道具等制品。成型用模具可以用電影設(shè)備和仿磚石外型建筑物、舞臺(tái)道具等制品。成型用模具可以用木材、石膏、水泥、塑料、玻璃鋼和金屬材料制成。木材、石膏、水泥、塑料、玻璃鋼和金屬材料制成。 （三）、鋪層工藝（三）、鋪層工藝 鋪層工藝指用手工鋪疊方式，將預(yù)浸材料

54、（無(wú)緯布、鋪層工藝指用手工鋪疊方式，將預(yù)浸材料（無(wú)緯布、無(wú)緯帶、編織物等）按預(yù)定方向和順序在模具內(nèi)逐層鋪無(wú)緯帶、編織物等）按預(yù)定方向和順序在模具內(nèi)逐層鋪貼直至所需的厚度（或?qū)訑?shù)），經(jīng)加溫加壓固化、脫模、貼直至所需的厚度（或?qū)訑?shù)），經(jīng)加溫加壓固化、脫模、修整而獲得制品的過(guò)程。修整而獲得制品的過(guò)程。 以高強(qiáng)度、高模量的碳纖維、硼纖維、開夫拉等纖以高強(qiáng)度、高模量的碳纖維、硼纖維、開夫拉等纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合，用鋪層工藝制成的高級(jí)復(fù)合材料已維與環(huán)氧樹脂復(fù)合，用鋪層工藝制成的高級(jí)復(fù)合材料已廣泛用在飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和航天飛機(jī)上，如飛機(jī)艙門、廣泛用在飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和航天飛機(jī)上，如飛機(jī)艙門、壁板、隔板、整流罩

55、等。這些制品多為薄壁件，也可以壁板、隔板、整流罩等。這些制品多為薄壁件，也可以制成工字梁、制成工字梁、型件等型材。鋪層成型的制品強(qiáng)度較高，型件等型材。鋪層成型的制品強(qiáng)度較高，而且可以根據(jù)不同方向的受力情況制成強(qiáng)度各向異性的而且可以根據(jù)不同方向的受力情況制成強(qiáng)度各向異性的成品。美國(guó)波音公司從成品。美國(guó)波音公司從1981年起就采用自動(dòng)鋪層機(jī)鋪放年起就采用自動(dòng)鋪層機(jī)鋪放無(wú)緯帶（或織物）生產(chǎn)機(jī)翼、壁板和尾翼壁板等構(gòu)件。無(wú)緯帶（或織物）生產(chǎn)機(jī)翼、壁板和尾翼壁板等構(gòu)件。 六、模壓成型工藝六、模壓成型工藝 模壓成型工藝是將一定量的模塑料放入金模壓成型工藝是將一定量的模塑料放入金屬對(duì)模中，在一定的溫度和壓力作

56、用下，使模屬對(duì)模中，在一定的溫度和壓力作用下，使模塑料在模腔內(nèi)受熱塑化，受壓流動(dòng)并充滿模腔塑料在模腔內(nèi)受熱塑化，受壓流動(dòng)并充滿模腔成型固化而獲得制品的一種方法。成型固化而獲得制品的一種方法。 模壓成型工藝在成型過(guò)程中需要加熱和加模壓成型工藝在成型過(guò)程中需要加熱和加壓，使得模塑料塑化產(chǎn)生流動(dòng)充滿模腔，并使壓，使得模塑料塑化產(chǎn)生流動(dòng)充滿模腔，并使樹脂發(fā)生固化。在復(fù)合材料模塑料流動(dòng)充滿模樹脂發(fā)生固化。在復(fù)合材料模塑料流動(dòng)充滿模腔的過(guò)程中，不僅樹脂流動(dòng)，增強(qiáng)材料也隨之腔的過(guò)程中，不僅樹脂流動(dòng)，增強(qiáng)材料也隨之流動(dòng)，使樹脂和纖維同時(shí)填滿模腔的各個(gè)部位。流動(dòng)，使樹脂和纖維同時(shí)填滿模腔的各個(gè)部位。所以，模壓成

57、型工藝所需要的成型壓力較其所以，模壓成型工藝所需要的成型壓力較其它工藝方法高，它屬于高壓成型。它工藝方法高，它屬于高壓成型。 工藝分類：工藝分類：1111、 短纖維料模壓法短纖維料模壓法2222、 氈料模壓法氈料模壓法3333、 碎布料模壓法碎布料模壓法4444、 層壓模壓法（教材層壓模壓法（教材 P124 層壓技術(shù)）層壓技術(shù)）5 5、 纏繞模壓法纏繞模壓法6666、 織物模壓法織物模壓法7777、 定向鋪設(shè)模壓法定向鋪設(shè)模壓法8888、 吸附預(yù)成型坯模壓法吸附預(yù)成型坯模壓法9999、 散狀模塑料模壓法散狀模塑料模壓法：散狀模塑料（散狀模塑料（Bulk Bulk Molding Compoun

58、d,Molding Compound,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱BMCBMC） 1010、片狀模塑料模壓法、片狀模塑料模壓法：片狀模塑料（片狀模塑料（Sheet Sheet Molding Compound,Molding Compound,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱SMCSMC） 層壓工藝層壓工藝 層壓工藝是指將浸有樹脂的片材（膠布）層疊，組成層壓工藝是指將浸有樹脂的片材（膠布）層疊，組成疊合體，送入層壓機(jī)，在加熱和加壓下，固化成型玻璃疊合體，送入層壓機(jī)，在加熱和加壓下，固化成型玻璃鋼板材或其它形狀簡(jiǎn)單的復(fù)合材料制品的一種方法。鋼板材或其它形狀簡(jiǎn)單的復(fù)合材料制品的一種方法。 在國(guó)外，早在在國(guó)外，早在20世紀(jì)世紀(jì)30年代就開始用

59、氨基樹脂和植物年代就開始用氨基樹脂和植物纖維及礦物纖維復(fù)合，生產(chǎn)紙層壓板、木質(zhì)層壓板、棉纖維及礦物纖維復(fù)合，生產(chǎn)紙層壓板、木質(zhì)層壓板、棉布層壓板、石棉層壓板和玻璃纖維層壓板等，廣泛用于布層壓板、石棉層壓板和玻璃纖維層壓板等，廣泛用于各個(gè)工業(yè)技術(shù)部門。特別是電氣工業(yè)，電訊器材制造業(yè)，各個(gè)工業(yè)技術(shù)部門。特別是電氣工業(yè)，電訊器材制造業(yè)，船舶與汽車工業(yè)等部門。到船舶與汽車工業(yè)等部門。到6070年代，隨著科學(xué)技術(shù)的年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種高性能的增強(qiáng)材料與耐高溫、耐腐蝕的合成發(fā)展，各種高性能的增強(qiáng)材料與耐高溫、耐腐蝕的合成樹脂相繼產(chǎn)生。如高強(qiáng)度、高模量的碳纖維、硼纖維、樹脂相繼產(chǎn)生。如高強(qiáng)度、高模

60、量的碳纖維、硼纖維、Kevlar纖維和耐熱性能好的聚酰亞胺和聚砜等樹脂相繼纖維和耐熱性能好的聚酰亞胺和聚砜等樹脂相繼在層壓制品中獲得應(yīng)用，使得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層壓制在層壓制品中獲得應(yīng)用，使得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層壓制品的性能得到很大的提高。目前，其制品在汽車工業(yè)、品的性能得到很大的提高。目前，其制品在汽車工業(yè)、電訊器材、船舶建筑、飛機(jī)制造和宇航等高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)電訊器材、船舶建筑、飛機(jī)制造和宇航等高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)都獲得了引人注目的應(yīng)用效果。都獲得了引人注目的應(yīng)用效果。 SMCSMC成型工藝成型工藝 SMC SMC即片狀模塑料（即片狀模塑料（Sheet Molding CompoundSheet Moldi