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文檔簡介
聚合物基復(fù)合材料.1主要內(nèi)容緒論聚合物及其特性,聚合物基復(fù)合材料的開展、特點及分類聚合物基體材料熱固性樹脂、熱塑性樹脂聚合物基復(fù)合材料的制造工藝聚合物復(fù)合材料的界面聚合物基復(fù)合材料的性能.2緒論聚合物材料的根本特征聚合物又稱高分子化合物,一般是指相對分子量在104以上,主要以共價鍵結(jié)合的一類化合物。工程應(yīng)用中分為兩類:天然聚合物:棉花、淀粉;合成聚合物:塑料、合成纖維、合成橡膠。聚合物材料相對于低分子材料的特征:1.聚合物是由許多相同根本結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元通過共價鍵連接在一起,具有龐大的相對分子量。2.高聚物分子鏈的結(jié)構(gòu)形態(tài)較復(fù)雜,按其幾何形狀可分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。3.高分子鏈之間的次價力〔范德華力、氫鍵等〕相互作用,結(jié)合成晶態(tài)或非晶態(tài)的結(jié)構(gòu)。4.高分子聚合物中還包含有多種添加劑,如抗氧化劑、填料等。這些添加劑使得高分子的大分子鏈結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。.3緒論聚合物基復(fù)合材料的開展簡史第一階段:1940–1960,現(xiàn)代先進復(fù)合材料的開始。1940:玻璃纖維增強塑料玻璃鋼;1946:玻璃纖維增強尼龍。第二階段:1960-1980,現(xiàn)代先進復(fù)合材料的開發(fā)時期,復(fù)合材料的種類不斷增加。基體材料:熱固性樹脂;增強材料:硼纖維、碳纖維,70年代出現(xiàn)了Kevlar纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維。第三階段:1980- 現(xiàn)代復(fù)合材料的成熟應(yīng)用時期。1982出現(xiàn)了先進熱塑性復(fù)合材料。復(fù)合材料不僅在航空航天領(lǐng)域,而且在幾乎所有工業(yè)和民用領(lǐng)域得到應(yīng)用。.4緒論
聚合物基復(fù)合材料的特點
1.高的比強度、高的比模量 2.熱膨脹系數(shù)低,尺寸穩(wěn)定.5緒論
聚合物基復(fù)合材料的特點
3.耐疲勞性能好
金屬材料的疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強度的30-50%,PMC的疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強度的70-80%,PMC的破壞有明顯的預(yù)兆,可以事先檢測出來。
4.耐腐蝕性能好
耐酸堿、耐鹽水等腐蝕,用于制備化工設(shè)備防腐管道。
5.減振性能好6.工藝性能好
7.其它良好的性能
可設(shè)計性,良好的電絕緣性能,特殊的光學(xué)或電磁學(xué)性能。.6緒論聚合物基復(fù)合材料的特點8.經(jīng)濟性差原材料與生產(chǎn)本錢都比較高。9.濕熱環(huán)境下的性能降低吸濕與老化現(xiàn)象。10. 沖擊韌性差一般為脆性材料,斷裂韌性低。各種沖擊可導(dǎo)致內(nèi)部損傷,甚至破壞。.7聚合物基復(fù)合材料的分類 按基體可分為:熱固性樹脂復(fù)合材料,熱塑性樹脂復(fù)合材料按增強相類型及其在復(fù)合材料中的分布來分聚合物基復(fù)合材料連續(xù)纖維按纖維形態(tài)不連續(xù)纖維長纖維(氈)短切纖維纖維增強單向按鋪層方式角鋪層織物三維 玻璃纖維按纖維種類碳纖維芳綸纖維超高分子量聚乙烯纖維等晶須增強碳化硅晶須、氧化鋁晶須等層片增強云母、玻璃、金屬等粒子增強氧化鋁、碳化硅、石墨、金屬等.8聚合物基體材料聚合物材料的介紹
熱固性樹脂在初受熱時變軟,可以塑性加工成一定的形狀,隨著加熱的進行或固化劑的參加,會逐漸成凝膠或固化成型。再加熱不會軟化,不溶、不熔。其高分子聚合物屬于三維體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。常用熱固性樹脂:環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等。熱塑性樹脂 加熱到一定溫度可軟化甚至流動,可塑性加工成各種形狀。冷卻后變硬,再加熱可軟化。其高分子聚合物屬于線型或支鏈型分子結(jié)構(gòu)。常用的熱塑性樹脂:聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺〔尼龍〕、聚碳酸脂等。.9聚合物基體材料聚合物基體材料的選用原那么
復(fù)合材料中:根本材料的性質(zhì),加工性質(zhì),復(fù)合材料的性質(zhì)。基體材料選用的根本原那么:1基體材料自身的性能。力學(xué)性能、耐熱性能、耐腐蝕性能等方面滿足產(chǎn)品的使用要求。2對增強纖維有良好的浸潤性與粘附力。3具有良好的工藝性能:容易操作,膠液具有足夠長的適用期、預(yù)浸料具有足夠長的貯藏期、固化收縮小等。4低毒性、低刺激性。保證生產(chǎn)工人的平安。5來源方便、價格合理。.10聚合物基體材料熱固性基體
傳統(tǒng)的聚合物基體材料是熱固性樹脂最大的優(yōu)點就是具有良好的工藝性能,由于固化前熱固性樹脂的粘度低,因此適合于常溫常壓下浸漬增強纖維,并在較低溫度下固化成型,而且固化后具有很好的性能。缺點:熱固性樹脂所用的預(yù)浸料需要低溫冷藏,且貯存期較短;成型周期長,材料的韌性差。作復(fù)合材料基體的熱固性樹脂: 環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺〔BMI〕樹脂等等。環(huán)氧樹脂:C纖維增強酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂:GF纖維增強.11典型熱固性PMC性能比較聚合物基體材料.12聚合物基體材料典型熱固性樹脂澆注體性能數(shù)據(jù).13聚合物基體材料環(huán)氧樹脂(EpoxyResin,EP)環(huán)氧樹脂是指分子式中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的高分子聚合物的總稱?!狢H—CH—O環(huán)氧樹脂優(yōu)點1工藝性好。室溫操作、固化劑種類多,適用期、粘度、與固化時間均可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。2韌性好。固化后的韌性約為酚醛樹脂的7倍。3良好的粘合性。-OH,-C-O-C-使EP可形成H鍵等。4收縮性小。固化時無其它產(chǎn)物,一般<2%。5化學(xué)穩(wěn)定性好。苯環(huán)與脂肪羥基不受堿的侵蝕,且耐酸。工業(yè)上用得最廣泛的是雙酚A型環(huán)氧樹脂,其產(chǎn)量約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的90%,屬于第一類。.14聚合物基體材料環(huán)氧樹脂的分類.15聚合物基體材料固化劑:環(huán)氧樹脂本身是熱塑性的線型結(jié)構(gòu),所以必須向樹脂中參加第二組分,才能進行交聯(lián)固化反響,生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物后才能應(yīng)用。所加的第二組分即為固化劑。按固化反應(yīng)按固化溫度按固化劑結(jié)構(gòu)固化劑反應(yīng)型:固化劑分子直接與環(huán)氧樹脂官能團反應(yīng),反應(yīng)后成為交聯(lián)環(huán)氧樹脂的一部分。催化型:促進環(huán)氧樹脂固化,不參與至交聯(lián)環(huán)氧樹脂中。潛伏型:室溫下不與環(huán)氧樹脂反應(yīng),但溫度升高后可迅速與之反應(yīng)。高溫型:100℃以上中溫型:60~100℃室溫型:~20℃低溫型:低于5℃胺類酸酐類樹脂類固化分為三個階段:A粘流態(tài)的樹脂B凝膠〔不能流動〕C三維網(wǎng)狀固體.16聚合物基體材料不飽和聚酯樹脂(UnsaturatedPolysterResin,UP)不飽和聚酯樹脂:指不飽和聚酯在乙烯基類交聯(lián)單體中的溶液。不飽和聚酯:由不飽和二元酸〔或酸酐〕、飽和二元羧酸〔或酸酐〕與多元醇縮聚而成的相對分子量不高的聚合物。分子為線型結(jié)構(gòu)。
OCOOHO-R`-OH+ROHO-R`-O-C-R-C-OHCO二元醇二元酸酐羥基酸.17聚合物基體材料不飽和聚酯樹脂(UP)羥基酸分子間的縮聚:2HOR`OCORCOOHHOR`OCORCOOR`OCORCOOH+H2O
羥基酸與二元醇進行縮聚反應(yīng):HOR`OCORCOOH+HOR``OHHOR`OCORCOOR``OH+H2O由羥基酸出發(fā)進行的聚酯反響同二元酸與二元醇的線型縮聚反響相同。不飽和聚酯鏈中由于有不飽和雙鍵,因此可以在加熱、光照、高能幅射或引發(fā)劑的作用下與交聯(lián)單體共聚,交聯(lián)固化成具有三維網(wǎng)絡(luò)的體型結(jié)構(gòu)。.18聚合物基體材料不飽和聚酯樹脂的分類1通用型不飽和聚酯樹脂,多用于手糊成型復(fù)合材料制品。2柔韌型不飽和聚酯樹脂,可單獨使用或與通用型混合,沖擊強度高。3彈性不飽和聚酯樹脂,有較高的彎曲強度和較低的彎曲模量,韌性好。4耐化學(xué)腐蝕型不飽和聚酯樹脂,用間苯二甲酸替代鄰苯二甲酸或?qū)㈦p酚A引入不飽和聚酯分子中,耐腐蝕性能提高。5阻燃型不飽和聚酯樹脂,在通用型中參加阻燃劑,或在合成樹脂時,使用一種含有阻燃元素的單體或交聯(lián)劑。6耐熱型不飽和聚酯樹脂,熱變形溫度到達110-120℃。7光穩(wěn)定型和耐氣候型不飽和聚酯樹脂,添加紫外線吸收劑,提高了耐候性和光穩(wěn)定性。8低收縮不飽和聚酯樹脂。 .19聚合物基體材料不飽和聚酯樹脂(UP)不飽和聚脂樹脂為低粘度液體,可在室溫下固化,成型工藝簡單,適合于大型異形部件的制造。不飽和聚脂樹脂在固化程中可分為三個階段:1凝膠:失去流動性形成半固態(tài)凝膠。2定型:從凝膠到具有一定硬度和固定的形狀。3熟化:要使其到達最好的力學(xué)和化學(xué)性能,還要在高溫 加熱幾小時或在室溫中放置幾周。不飽和聚脂樹脂的固化采用引發(fā)劑。其優(yōu)點為:1可以有效地控制反響速度。2最終固化可趨于完全,固化后樹脂性能穩(wěn)定。3在配以適當(dāng)?shù)拇龠M劑后,可以滿足各種固化工藝的要求。引發(fā)劑:能使單體分子或含雙鍵的線型高分子活化而成為游離基并進行連鎖聚合反響的物質(zhì)。 .20聚合物基體材料酚醛樹脂(Phenolicresin,PF)酚醛樹脂:由酚類〔苯酚、甲酚、二甲酚等〕和醛類〔甲醛、乙醛、糠醛等〕,在酸或堿催化劑作用下縮聚而成的樹脂的統(tǒng)稱。.21聚合物基體材料酚醛樹脂(PF)酚與醛的質(zhì)量比略小于1:熱固性的酚醛樹脂。特點:可溶于丙酮、乙醇,加熱即固化,固化溫度為150170℃。
酚與醛的質(zhì)量比稍大于1:線型的熱塑性的酚醛樹脂。酚醛樹脂的特點:1價格低廉2耐燒蝕3粘附性差4耐堿性差5固化后較脆
.22聚合物基體材料酚醛樹脂(PF)酚醛樹脂固化:熱固性酚醛樹脂可以在加熱條件下固化。
OHOHCH2OHCH2OHCH2OH+HOCH2OH+H2OCH2OHCH2OH酚醛樹脂固化可以在酸性條件下固化。酚醛樹脂也可以在較低溫度或室溫下固化,但需在樹脂中參加適宜的無機酸或有機酸,工業(yè)上稱為酸類固化劑。常用的酸類固化劑有:鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸、苯酚磺酸或其它的磺酸。.23聚合物基體材料酚醛樹脂(PF)改性酚醛樹脂:在酚醛樹脂中參加一些其它元素或基團,以改善其性能的缺乏,特別是提高韌性與耐堿性。環(huán)氧改性酚醛樹脂:提高其抗拉強度約100MPa、抗沖擊強度3~4倍。有機硅改性酚醛樹脂:提高其使用溫度至200~260℃,作為瞬時耐高溫材料等。二甲苯改性酚醛樹脂:改善其工藝性能。聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂:提高其韌性,增韌作用。在酚醛樹脂結(jié)構(gòu)中引入硼元素,可提高其耐熱性和燒蝕 性。.24聚合物基體材料熱塑性樹脂 熱塑性樹脂:加熱到一定溫度可軟化甚至流動,可塑性加工成各種形狀。冷卻后變硬,再加熱可軟化。其高分子聚合物屬于線型或支鏈型分子結(jié)構(gòu)。常用的熱塑性樹脂 聚烯烴樹脂:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯〔PVC〕、聚 苯乙烯、聚碳酸脂等。 氟樹脂:聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚 氟乙烯。 聚酰胺樹脂〔尼龍〕:尼龍66、尼龍6等。 聚酯樹脂〔滌綸〕、聚甲醛樹脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯樹脂等。.25聚合物基體材料熱塑性樹脂 聚丙烯:1954年首次合成,1957年工業(yè)化生產(chǎn)。 聚丙烯在工業(yè)上是丙烯在氯化鈦-氯二乙基鋁催化劑的作用下進行配位聚合而得:CH3nCH2CH—CH3[CH2—CH]n 聚丙烯分子鏈?zhǔn)穷^尾相接的線型結(jié)構(gòu),其分子鏈具有全同立構(gòu)、間規(guī)立構(gòu)和無規(guī)立構(gòu)三類。 聚丙烯有較好的耐熱性〔約100℃〕,特別是有突出的抗彎曲性能和抗疲勞性能,但蠕變性能較PVC和尼龍差。.26聚合物基體材料熱塑性樹脂 聚氯乙烯:工業(yè)用主要為非晶結(jié)構(gòu)〔故無明顯的熔點〕,其軟化點約為80℃。聚氯乙烯在工業(yè)上由氯乙烯通過游離基型加聚反響而得:ClnCH2CHCl→[CH2—CH]n 聚氯乙烯自身具有良好的機械性能、耐候性和阻燃性。 聚氯乙烯有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,有良好的耐酸、堿性能,并耐大多數(shù)油類、脂肪和醇類的侵蝕;但不耐芳烴類、酮類和酯類的侵蝕。用于生產(chǎn)塑料薄膜、人造革等。.27聚合物基體材料熱塑性樹脂 聚四氟乙烯〔塑料王、特氟隆〕 nCF2=CF2[CF2—CF2]n聚四氟乙烯是氟樹脂中最為重要、用途最廣泛的一種。其產(chǎn)量約占全部氟樹脂的85-90%。由于鏈結(jié)構(gòu)中有C-F鍵,碳鏈外又有氟原子形成的空間屏蔽效應(yīng),因此具有非常優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性和自潤滑性等。.28聚合物基體材料熱塑性樹脂 聚酰胺樹脂〔尼龍〕聚酰胺上主鏈上含有酰胺基團〔—NHCO—〕的高分子材料。 合成可通過氨基與羧基的縮聚反響得到: 二元胺與二元酸的線型縮聚反響xH2N(CH2)nNH2+xHOOC(CH2)m-2COOHH[NH(CH2)nNHCO(CH2)m-2CO]xOH+(2x-1)H2O
尼龍nm,其中n為二元胺的碳原子數(shù),m為二元羧酸中的碳原子數(shù),尼龍66,尼龍11等。.29聚合物基體材料熱塑性樹脂 氨基酸或內(nèi)酰胺的線型縮聚制取聚酰胺xH2N(CH2)n-1COOH
H[NH(CH2)n-1-CO]xOH
+(x-1)H2O
稱為尼龍—n,尼龍—6。OH
聚酰胺的特點是分子鏈中的[C-N]基團上的
H能夠與另一個分子的酰胺基團的鏈段上羧基形成具有相當(dāng)強作用力的氫鍵。
H—CH2—C—N—CH2—熔點大于200℃
O熱變形溫度較低
HO
長期使用溫度低于100℃
—CH2—C—N—CH2—.30聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料 把各種各樣的添加劑添加到聚合物材料中,使之形成能滿足實用要求的材料,已成為高分子材料應(yīng)用中的一大特征。 使用輔助材料〔添加劑〕的目的有兩個方面 使制品盡量到達所要求的性能。 改善加工條件或降低生產(chǎn)本錢。 常用輔助材料有交聯(lián)單體引發(fā)劑、促進劑、脫模劑、填料、觸變劑等。.31聚合物基復(fù)合材料用輔助材料
.32聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料交聯(lián)單體 不飽和聚酯樹脂是由不飽和聚酯與交聯(lián)單體兩局部組成的溶液,因此交聯(lián)單體的種類、用量、性能對固化樹脂性能影響很大。常用的交聯(lián)單體有苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和鄰苯一甲酸二丙烯酯(DAP)。甲基丙烯酸甲酯經(jīng)常與苯乙烯并用作交聯(lián)單體,最大的優(yōu)點是改進固化樹脂的耐候性。 粘度較小,有利于浸漬增強材料的結(jié)合。 折射率較低,使固化樹脂與玻璃纖維的折射率接近, 從而使制品有較好的透光性。 沸點低、易揮發(fā),并用后固化樹脂的體積收縮率比 單獨用苯乙烯的固化樹脂大。.33聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料引發(fā)劑引發(fā)劑是能使單體分子或含有雙鍵的線型高分子活化而成為自由基并進行連鎖聚合的物質(zhì)。一般為有機過氧化物,其通式為:R—O—O—H或R—O—O—R,可以看作具有不同有機取代基的過氧化氫的衍生物。這類化合物的化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定,屬于極易燃易爆危險品。引發(fā)劑類型:二?;^氧化合物
最常用的是過氧化二苯甲酰。這類引發(fā)劑既可用于室溫固化,也可用于加熱固化。.34 酮過氧化物 這是一類最常用的不飽和聚酯樹脂的過氧化物引發(fā)劑。經(jīng)常碰到的是過氧化甲乙酮和過氧化環(huán)己酮,一般用于室溫固化不飽和聚酯樹脂。 二烷基過氧化物 這類過氧化物多用于熱固性片狀模塑料和團狀模塑料。其代表性的化合物有過氧化二特丁基、過氧化二異丙苯等。 過氧酯 常用的過氧酯有過苯甲酸叔丁酯、過碳酸二異丙酯等,它們可在很寬的溫度范圍內(nèi)〔約70-150℃〕進行固化樹脂。聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料.35 選用引發(fā)劑要考慮的因素:樹脂特性 要與樹脂所反響性相匹配。樹脂反響性強時,選用的引發(fā)劑活性要高。 適用期 配制好的引發(fā)劑膠液必須保證有效地浸漬增強材料,應(yīng)在膠液的存放期內(nèi)使用。 成型溫度 分為三種類型低溫到常溫〔30℃以下〕。在此溫度區(qū),有機過氧化 物與促進劑并用才能構(gòu)成氧化-復(fù)原引發(fā)體系,這是由 于引發(fā)劑的臨界溫度高于此溫度。 聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料.36 選用引發(fā)劑要考慮的因素:中溫固化〔50-100℃〕。在此溫度區(qū),有機過氧化物可單獨使用。高溫固化〔120℃以上〕。用于高溫固化使用的有機過氧化物通常在室溫下穩(wěn)定,并可長期貯存,不需要促進劑。 固化速度 樹脂的固化速度是由引發(fā)劑的活性、引發(fā)劑與促進劑的用量和成型溫度決定的。引發(fā)劑的用量常常是樹脂質(zhì)量的1-4%。 其它助劑的影響 其它添加劑的參加往往對引發(fā)劑效果產(chǎn)生一定的影響。有的填料起促進作用,會縮短樹脂的凝膠期,而有的填料那么起阻滯作用,會延長樹脂的凝膠期。 聚合物基體材料聚合物基復(fù)合材料用輔助材料.37聚合物基復(fù)合材料用輔助材料
促進劑
促進劑是一類以提高過氧化物引發(fā)劑分解成自由基速率的化合物,它以一種可控的方式加速了不飽和聚酯樹脂的固化。當(dāng)固化溫度較低時,需要使用促進劑。因為一般過氧化物的臨界溫度都在60℃以上,必須通過促進劑使過氧化物的臨界溫度降低,才能滿足樹脂在室溫固化的要求。.38聚合物基復(fù)合材料用輔助材料填料 填料是參加樹脂中用以改善復(fù)合材料的某種性能或降低本錢而其本身又具有相對惰性的固體物質(zhì)。 在樹脂中參加填料的作用: 降低樹脂的固化收縮率和熱膨脹系數(shù); 改善制品的耐熱性、電性能、耐磨性、外表平滑性、光潔 性及遮蓋力等; 提高粘度或賦于觸變性; 改善材料的物理、機械性能,如硬度、壓縮強度等; 改善操作工藝性; 相對地減少樹脂的用量,降低本錢。.39聚合物基復(fù)合材料用輔助材料
填料填料的種類:無機填料:輕質(zhì)碳酸鈣、水合氧化鋁、粘土、二氧化硅等;金屬填料:鐵、銅、鋁、鉛等金屬粉末,可增加復(fù)合材料的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、對磁場的感應(yīng)和防幅射等;碳和石墨也作為導(dǎo)電填料。
.40聚合物基復(fù)合材料用輔助材料填料 填料對復(fù)合材料性能的影響: 填料對樹脂耐腐蝕性能的影響復(fù)合材料的耐腐蝕性能主要取決于基體材料的性能,在樹脂中參加各種填料,對腐蝕性能的影響很大。 填料對樹脂阻燃性能的影響 在樹脂中參加填料時,由于填料能夠吸收樹脂燃燒過程中的局部熱量,因而對樹脂的燃燒有一定的延緩作用,使樹脂具有一定的自熄性。 對樹脂其它性能的影響 有的填料還產(chǎn)生附加功能,如增加耐磨性、電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能等。 .41聚合物基復(fù)合材料用輔助材料顏料 為了提高復(fù)合材料制品的商品價值和美觀程度,大多數(shù)制品都要進行著色。 復(fù)合材料的著色,一般是將顏料配制成樹脂顏料糊使用,先把顏料參加到高粘度樹脂中,然后用研磨機混煉。 有機顏料的特點: 某些顏料能局部溶解于樹脂中; 密度小,易分散; 粒度小,比外表積大,著色效果好; 有較高的透明度和半透明度,而且光散射較低; 有較高的著色強度值; 熱穩(wěn)定性較低,一般<250℃,僅有少數(shù)可達300℃以上; 有些有機顏料受固化體系的影響會變色。.42聚合物基復(fù)合材料用輔助材料顏料 無機顏料的特點: 色澤鮮明、遮蓋力強; 耐熱、耐化學(xué)性和光穩(wěn)定性好; 缺點是著色力差; 顆粒大、不易分散。.43
阻燃劑聚合物基復(fù)合材料用輔助材料 隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的擴大及人們平安防火意識的不斷提高,自熄性、阻燃樹脂的研究與開發(fā)越來越受到人們的重視。阻燃型樹脂可分為: 添加型阻燃樹脂:在樹脂中參加阻燃劑,從而使樹脂具有 阻礙燃性。 反響型阻燃樹脂:在樹脂合成過程中把具有阻燃作用的元 素,如Cl、Br、P等引入樹脂分子中,從而制得反響型阻 燃樹脂。 .44聚合物基復(fù)合材料用輔助材料
阻燃劑 阻燃劑作用機理: 形成大量非燃氣體,沖釋可燃組分,孤立燃燒系統(tǒng),切斷 氧所來源—隔絕效應(yīng)阻燃; 產(chǎn)生熱解物之間的結(jié)合或分解吸熱反響,從而冷卻聚合物 或帶走大量熱量,降低溫度,削弱或終止裂解反響—致 冷效應(yīng)阻燃; 制成炭化泡沫熔隔層,遮蓋聚合物燃燒外表,到達絕熱隔 氧的目的—阻斷效應(yīng)阻燃; 提供自由基給予體與傳播火焰的高活性氫氧根自由基結(jié)合,終斷燃燒值反響—自由基湮沒效應(yīng)阻燃; 投放固體微粒,引起能量消散—發(fā)生器壁效應(yīng)阻燃。.45聚合物基復(fù)合材料用輔助材料阻燃劑 阻燃劑作用機理:
三氧化二銻是常用的阻燃劑,常與有機氯化物配合使用,起到更有效的作用。 Sb2O3+4HClSbOCl+SbCl2+2H2O
5SbOClSbCl3+Sb4O3Cl2 3Sb4O5Cl22SbCl3+5Sb2O3
三氧化二銻的沸點較高〔323℃〕,可附著在燃燒層外表,起到隔氧阻燃的作用。136-280℃>320℃.46聚合物基復(fù)合材料用輔助材料其它輔助材料 脫模劑 低收縮劑 防老化劑 觸變劑 抗靜電劑.47聚合物基復(fù)合材料制造工藝聚合物基復(fù)合材料成型工藝之特點:材料的形成與制品的形成是同時完成的。復(fù)合材料的生產(chǎn)過程也就是復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過程。復(fù)合材料的成型比較方便。引言.48聚合物基復(fù)合材料制造工藝引言.49聚合物基復(fù)合材料制造工藝手糊成型技術(shù):將玻璃纖維和不飽和聚酯或環(huán)氧樹脂交互地鋪層、粘貼在一起。 大局部的纖維增強塑料〔FRP〕制品采用這種方法成型。手糊成型技術(shù)〔HandLay-up〕手糊成型技術(shù)的根本工序模具的修整涂脫模劑噴涂膠衣增強材料裁剪樹脂的配制成型操作 固化、脫模 玻璃鋼小艇示意圖修邊、裝配 長2.29m,寬1.20m,深0.32m.50手糊成型技術(shù)原材料的準(zhǔn)備玻璃纖維織物的準(zhǔn)備玻璃布預(yù)先剪裁。簡單形狀按尺寸剪裁,復(fù)雜形狀那么可利用厚紙制的樣板剪裁。要求各向同性的制品,應(yīng)注意將玻璃布按經(jīng)緯縱橫交替鋪放。對于一些形狀復(fù)雜的制件,玻璃布的微小變形不能滿足要求時,有時必須將玻璃布在適當(dāng)部位剪開,應(yīng)盡量少剪開,并把剪開部位在層間錯開。玻璃布可采用對接或搭接〔搭接長一般為50mm),接縫應(yīng)在層間錯開。糊制圓環(huán)形制品時,沿布的經(jīng)向成45°角將布剪成布帶,然后利用在45°角方向易變形的特點,糊成圓環(huán)。.51手糊成型技術(shù)原材料的準(zhǔn)備樹脂膠液的配制〔環(huán)氧樹脂為例〕先參加稀釋劑和其它助劑,使用前參加固化劑。粘度的控制。凝膠時間,參加活性較低的二甲基丙胺、二乙基丙胺或聚酰胺等來調(diào)整。固化度:環(huán)氧樹脂的固化程度,固化度的控制對制品質(zhì)量有很大的影響。應(yīng)小于24小時。模具的準(zhǔn)備模具的常用形式 陰模、陽模、對模、拼裝模; 模具材料:木材、石膏、泡沫塑料、玻璃鋼、金屬 〔鑄鐵、鑄鋁、碳鋼等〕。.52手糊成型技術(shù)膠衣層的制備為了改善玻璃鋼制品的外表質(zhì)量,延長模具使用壽命,在制品外表往往需要一層樹脂含量較高的稱為膠衣層的層面。 膠衣層的作用 改善復(fù)合材料制品的外表質(zhì)量; 延長模具的使用壽命.膠衣層的材料及制備 膠衣層的材料主要為樹脂,如不飽和聚酯膠衣樹脂。采用噴涂或涂刷的方法。.53手糊成型技術(shù)糊制及固化糊制工藝一層樹脂+一層玻璃布每層厚度小于7mm死角區(qū)應(yīng)盡量防止或特殊處理手糊制品的固化 常溫固化,室溫應(yīng)在15℃以上,濕度不高于80%。采用噴涂或涂刷的方法。24小時后可到達脫模強度,脫模一周后即可使用。脫模后也可進行熱處理,目的:縮短生產(chǎn)周期。.54手糊成型技術(shù)脫模、修整與裝配脫模工藝MPa)或水,刮板+楔子。 修整與裝配機械加工,除去毛邊、飛刺等。大型制品分幾局部成型,機加工后進行裝配。方法有 機械連接和粘結(jié)。需要時也可按一般的油漆工藝上漆。.55制品中產(chǎn)生缺陷的原因及其防止方法手糊成型技術(shù).56手糊成型技術(shù)制品中產(chǎn)生缺陷的原因及其防止方法.57手糊成型技術(shù)手糊成型技術(shù)的優(yōu)點操作簡便,操作者容易培訓(xùn);設(shè)備投資少,生產(chǎn)費用低;模具材料來源廣,制作相對簡單;能生產(chǎn)大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品;制品可設(shè)計性好,且容易改變設(shè)計。缺點制品質(zhì)量依賴于操用者的技能水平,質(zhì)量不易控制;生產(chǎn)效率低、周期長;產(chǎn)品的力學(xué)性能較低。.58聚合物基復(fù)合材料制造工藝噴射成型工藝:用噴槍將纖維和霧化樹脂噴到模具外表,經(jīng)輥壓、固化制備復(fù)合材料的方法。噴射成型工藝〔Spray-up〕噴射成型也稱為半機械化手糊法,根據(jù)噴射壓力分為高壓和低壓機;根據(jù)樹脂和固化劑以及樹脂和纖維的混合方式分為槍內(nèi)和槍外混合。要求樹脂的粘度適中,容易噴射霧化、脫除氣泡和潤濕纖維以及不帶靜電等。與手糊法相比,生產(chǎn)效率高,勞動強度低,能制作大尺寸及形狀比較復(fù)雜的制品,但厚度和纖維含量較難精確控制。.59模壓成型:在封閉的模腔內(nèi),借助加熱和壓力固化成型復(fù)合材料制品的方法。工藝過程:將定量的模塑料或顆粒狀樹脂與短纖維的混合物放入敞開的金屬模中,閉模后加熱使其熔化,并在壓力作用下充滿模腔,再經(jīng)加熱使樹脂進一步發(fā)生交聯(lián)反響而固化,或者冷卻使熱塑性樹脂硬化,脫模后得到復(fù)合材料制品。對熱固性和熱塑性樹脂都適用的纖維增強復(fù)合材料成型方法。壓力模壓技術(shù)的優(yōu)點無需特殊的模具。材料的利用率高,浪費少??墒褂酶呃w維體積含量和長纖維。壓力模壓所需壓力較注射模壓小。壓力模壓件有較好的物理和力學(xué)性能。壓力模壓技術(shù)〔Compressionmolding).60壓力模壓工藝坯料的準(zhǔn)備和鋪疊:坯料通常為長方形,坯料的面積約為模具面積的70-80%,坯料的重量必須一定。閉模:閉模速度是一個影響模壓件性能的關(guān)鍵因素。樹脂在壓力和加熱作用下向模腔外緣流動,其流動量是決定制品質(zhì)量的又一關(guān)鍵因素。固化:固化時間為一分至幾分鐘。制品在頂出模具后冷卻時會繼續(xù)固化和收縮,可能導(dǎo)致翹曲或產(chǎn)生應(yīng)力。壓力模壓技術(shù).61提高壓力模壓生產(chǎn)效率和模壓件質(zhì)量的措施坯料的預(yù)加熱。放入模具前加熱至略低于凝膠溫度,可采用微波、射頻法等方法。輔助真空模壓。在閉模后抽真空,有利于在樹脂流動時減少空氣卷入,減少外表孔隙和提高模壓件強度。模內(nèi)涂覆。模壓過程中,將模具翻開一小縫〔0.2-0.5mm),注入一些柔性混合涂層并覆蓋整個制品外表,然后再閉合模具在正常模壓壓力下固化。減少外表波紋、孔隙、表皮掛痕等外表缺陷。壓力模壓技術(shù).62固化周期:獲得預(yù)定固化度所需的時間稱為固化周期。壓力模壓技術(shù).63固化周期 熱固性樹脂的固化速率符合以下經(jīng)驗公式 (dc/dt)=(k1+k2cm)(1-c)n式中:(dc/dt) 固化速率 c 在時刻t時的固化度 k1,k2 速率常數(shù) m,n 反響級數(shù)常數(shù)
壓力模壓技術(shù).64固化周期壓力模壓技術(shù)不飽和聚酯和乙烯基酯的固化反響為二級反響(m+n=2)。k1,k2隨溫度的升高而增加。.65溫度的影響溫度的分布與固化時間坯料中心層到達絕熱峰值溫度所需的時間通常作為模壓的最短固化時間,此時已有近90%的固化反響完成。壓力模壓技術(shù)坯料厚度為12.5mm
.66溫度的影響固化動力學(xué) 高強片狀模塑料的固化反響機理是苯乙烯單體與不飽和聚酯分子間的自由基共聚反響,①引發(fā)dc/dt=2kdI②抑制 qZ0=2(I0-L0)③鏈增長
c自由基濃度,I催化劑濃度,Z0—初始抑制劑濃度,L0全部抑制劑消耗掉后催化劑濃度,催化劑效率,q抑制劑效率,t時間,轉(zhuǎn)化率,kd,kp取決于溫度的速率常數(shù)。公式能夠應(yīng)用于預(yù)測樹脂-催化劑-抑制劑的反響,以及為了獲得最大生產(chǎn)效率優(yōu)化樹脂配方。壓力模壓技術(shù).67纖維取向取向測量
纖維取向角通常指的是纖維和主載荷方向所成的夾角。較薄復(fù)合材料制件平面的平均纖維取向利用取向系數(shù)表示:
式中:n()纖維取向角的分布。壓力模壓技術(shù).68纖維取向及對復(fù)合材料性能的影響壓力模壓技術(shù)完全取向纖維:f=g=1隨機取向纖維:
f=g=0
壓力模壓的復(fù)合材料,f和g處在1和0之間。X-射線照相法測定纖維取向。是根據(jù)玻璃纖維與周圍樹脂和填料的X-射線的吸收不同。為了提高反差,可參加少量的示蹤纖維,然后利用圖像分析系統(tǒng)確定纖維的取向。.69壓力模壓復(fù)合材料中的缺陷外表缺陷:外表波紋、縮孔、流縫線、豉泡、收縮痕等。內(nèi)部缺陷:空隙、纖維取向、分層、翹曲等。壓力模壓技術(shù)空隙形成原因:模壓件中裹入空氣。模壓片在混料過程中產(chǎn)生的氣泡,鋪疊成坯料和閉模過程中裹入空氣。解決方法:模壓時使用真空適宜的工藝參數(shù)〔閉模速度、適宜的排氣系統(tǒng)〕纖維外表參加活性添加劑.70壓力模壓復(fù)合材料中的缺陷收縮痕收縮痕是在制件外表上形成的一些小的凹痕或凹陷,通常出現(xiàn)在與筋條的凸臺相對的制件外表。
壓力模壓技術(shù)產(chǎn)生原因:在樹脂流動填充筋條或凸臺的過程中,在接近制件外表位置產(chǎn)生一個樹脂富集區(qū)。這一富集區(qū)的熱收縮率較大,從而冷卻以后產(chǎn)生一個輕微的凹陷。解決方法:使用低收縮添加劑減少樹脂收縮;使用不同纖維長度的模壓片,并把較長纖維層鋪放在接近平面,在接近筋條外表使用較短纖維模壓片;防止在筋條和凸臺上方使用厚截面并采用圓角過渡。.71壓力模壓復(fù)合材料中的缺陷流縫線當(dāng)兩個或兩個以上的不同流動前緣聚集形成單一流動前緣時便會形成流縫線。壓力模壓技術(shù).72成型技術(shù)參數(shù)
固化時間:充分的固化時間能保證制件充分均勻固化。閉模速度:對模壓件的拉伸強度有明顯的影響。過高易形成空隙,降低制件的性能。模壓壓力:模壓壓力的提高有利于制件性能的提高。坯料尺寸:一般應(yīng)覆蓋80%的模具面積。坯料的位置:置于中間較好。工藝控制臺面平等度溫度控制固化監(jiān)控壓力模壓技術(shù).73袋壓成型是最早及最廣泛用于預(yù)浸料成型的工藝之一。將纖維預(yù)制件鋪放在模具中,蓋上柔軟的隔離膜,在熱壓下固化,經(jīng)過所需的固化周期后,材料形成具有一定結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。袋壓成型包括:真空袋壓成型、壓力袋壓成型和熱壓罐成型。真空袋壓法是在纖維預(yù)制件上鋪覆柔性橡膠或塑料薄膜,并使其與模具之間形成密閉空間,將組合體放入熱壓罐或熱箱中,在加熱的同時對密閉空間抽真空形成負壓,進行固化。真空的作用可以消除樹脂中的空氣,減少氣泡,排除多余樹脂,使制品外表更致密。真空袋壓法產(chǎn)生的壓力小,適于強度和密度受壓力影響小的樹脂體系如環(huán)氧樹脂等;對于酚醛樹脂等,固化時有低分子物逸出,利用此法難以獲得結(jié)構(gòu)致密的制品。如果向真空袋通入壓縮空氣或氮氣等對預(yù)制件進行加壓固化,真空袋壓法就成為壓力袋壓法。袋壓成型工藝〔Bag-molding〕.74
熱壓罐法:將真空、加熱及加壓固化放在壓力罐中進行。一般熱壓罐是圓筒形的壓力容器,可以產(chǎn)生高壓。加熱和加壓通常持續(xù)整個固化過程,抽真空可以除去多余的樹脂基揮發(fā)性物質(zhì)。熱壓罐成型技術(shù)熱壓罐成型工藝的優(yōu)點:在高溫〔300-400℃〕高壓〔大于10MPa〕下成型;壓力通過制件傳遞到模具上,且加熱方式靈活、加壓均勻;制品空隙率低、纖維填充量大,致密性好,尺寸穩(wěn)定,性能優(yōu)異。熱壓罐成型工藝的缺點:熱壓罐體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,投資費用高,制件尺寸受限制;升溫與加壓速度慢,生產(chǎn)周期長、效率低。航空航天用先進復(fù)合材料的加工普遍采用熱壓罐成型。.75預(yù)浸料預(yù)浸料通常定義為纖維〔連續(xù)單向纖維或各種狀態(tài)的織物等〕浸漬某種樹脂后的片狀材料。是熱壓罐成型的主要原材料,它是復(fù)合材料制造過程中的一種半成品。預(yù)浸料的制造根據(jù)浸漬樹脂的狀態(tài),可分為溶液浸漬法〔濕法〕和熱熔浸漬法〔干法〕。在制造預(yù)浸料之前,必須根據(jù)設(shè)計要求確定預(yù)浸料的單位面積的纖維質(zhì)量和預(yù)浸料的樹脂含量。樹脂含量由其所制造的復(fù)合材料的纖維體積含量或復(fù)合材料單層厚度和固化樹脂的密度所決定。熱壓罐成型技術(shù).76預(yù)浸料的制造溶液浸漬法〔濕法〕 該種制造工藝又可分為輥筒纏繞法和連續(xù)鋪放法。輥筒纏繞法是間歇性的方法,設(shè)備簡單、生產(chǎn)效率低、批量小,適合實驗室或少批量生產(chǎn)。輥筒纏繞法的工藝參數(shù)包括:纖維狀態(tài)、膠液濃度、牽引速度和纖維張力等。膠液濃度對預(yù)浸料的含膠量影響最大。在其它條件一定的情況下,膠液濃度與預(yù)浸料的含膠量呈近似直線的關(guān)系。熱壓罐成型技術(shù)環(huán)氧酚醛膠液密度與預(yù)浸料含膠量之間的關(guān)系.77預(yù)浸料的制造連續(xù)鋪放法的生產(chǎn)效率高,適于大規(guī)模生產(chǎn)預(yù)浸料。連續(xù)鋪放法中膠液濃度、粘度、浸漬時間、牽引速度、絲束張力擠壓輥間隙等都是重要的影響因素。膠液的粘度也是重要的影響因素,通過膠液的密度和溫度來控制。烘干爐的溫度及預(yù)浸料在烘干爐中的停留時間對預(yù)浸料的質(zhì)量也在重要的影響。熱壓罐成型技術(shù).78預(yù)浸料的制造熱熔浸漬法 溶液浸漬法很難制備揮發(fā)分含量很低的預(yù)浸料。而熱熔浸漬法不使用溶劑,能制備揮發(fā)分含量很低的預(yù)浸料。該方法制備的預(yù)浸料的復(fù)合材料制品的孔隙率小、力學(xué)性能好,并且對環(huán)境污染和對人體的危害小。干法與濕法制5228/T800預(yù)浸料的比較熱壓罐成型技術(shù).79預(yù)浸料的制造熱熔浸漬法分為熔融直接浸漬法和膠膜法二種。根本操作單元:均勻穩(wěn)定的樹脂膜的制備樹脂熔融浸漬纖維預(yù)浸料冷卻預(yù)浸料收卷熱壓罐成型技術(shù).80預(yù)浸料的性能不管用何種方法制造的預(yù)浸料,為了保證其質(zhì)量,必須對預(yù)浸料的外觀、物理性能和化學(xué)性能進行檢驗。外觀要求:纖維連續(xù)平行、無明顯交叉、起皺或松散;樹脂分布均勻,并完全浸漬纖維;無外來雜質(zhì)和固化樹脂顆粒、毛團等;空隙、疊接、纖維準(zhǔn)直度等滿足有關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)要求。物理性能:單位面積的纖維質(zhì)量,樹脂含量,揮發(fā)分含量,粘性,流動度,凝膠時間?;瘜W(xué)性能:化學(xué)成分,反響熱焓,未固化預(yù)浸料樹脂的化學(xué)成分等。熱壓罐成型技術(shù).81熱壓罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與成型模具熱壓罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)壓力容器
主要技術(shù)指標(biāo):罐體直徑:9米;罐體長度:60米;最高溫度:400℃;溫度一致性:±1℃;溫度升降:0.5℃-5℃/Min;操作壓力:3MPa壓力精度:±0.01MPa;壓力升降:2MPa/Min。
熱壓罐成型技術(shù).82加熱與氣體循環(huán)系統(tǒng)對于直徑小于2m的熱壓罐,通常采用電加熱方式,本錢較高。當(dāng)工作溫度為150-180℃時,熱壓罐的加熱方式常采用蒸氣加熱方式。通過用高溫水蒸氣加熱熱壓罐中的循環(huán)氣體。對于大型熱壓罐最常用的加熱方式為是間接氣體點火法。其中,在外部燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱氣體被送入罐內(nèi)的螺紋狀不銹鋼合金換熱器而加熱熱壓罐內(nèi)的氣體。最高使用溫度可到達450-540℃。熱壓罐內(nèi)的氣體循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備為安裝在熱壓罐后部的鼓風(fēng)機,罐內(nèi)的氣流速度最好保持在1-3m/S。氣體加壓系統(tǒng)所需壓力,工作溫度<120℃時,空氣可作為加壓氣體。常用的是氮氣,應(yīng)用范圍較廣。常以液氮形成貯存,在使用時揮發(fā)產(chǎn)生約的氮氣,本錢較高。另一種是二氧化碳氣體,液體二氧化碳的揮發(fā)氣體的壓力約為。缺點是密度大,對人體有害且不易在空氣中分散。熱壓罐成型技術(shù).83真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)是熱壓罐最重要的輔助系統(tǒng)。為裝于真空袋中的制件提供一個真空環(huán)境,并抽出預(yù)浸料中的溶劑型揮發(fā)分和反響產(chǎn)生的小分子等物質(zhì)。熱壓罐成型技術(shù)控制系統(tǒng)利用計算機控制熱壓罐的制件固化工藝,使其更加合理化。此外還有冷卻系統(tǒng)和裝卸系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。.84熱壓罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與成型模具成型模具⑴金屬模具:鋁、鋼等;⑵電成型鎳:將鎳電鍍到一個母模上〔石膏制〕,母模 的尺寸即為制件的最終尺寸;⑶碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料模具;⑷膨脹橡膠模具;⑸石墨模具:用于高溫達2000℃,使用次數(shù)不超過10次。熱壓罐成型技術(shù).85固化成型工藝流程工藝輔助材料 真空袋材料與密封膠條,共同構(gòu)成密閉的真空袋系統(tǒng)。
有孔或無孔隔離薄膜,作用是防止固化后的復(fù)合材料 粘在其它材料上或者其它材料粘在模具上。 吸膠材料,吸收預(yù)浸料中多余的樹脂,控制調(diào)節(jié)復(fù)合 材料制品中纖維體積含量。
透氣材料,作用是疏導(dǎo)真空袋中的氣體,排出真空系 統(tǒng),導(dǎo)入真空管路。 脫模布,防止復(fù)合材料與模具等粘合在一起。
周邊擋條,阻止預(yù)浸料在固化成型過程中向邊側(cè)流散。熱壓罐成型技術(shù).86固化成型工藝流程成型工序 模具的準(zhǔn)備; 裁剪與鋪疊:人工裁剪與鋪疊、機械輔助裁剪與鋪疊、自動裁剪與鋪疊; 組合與裝袋; 固化與出罐脫模。熱壓罐成型技術(shù).87纖維纏繞成型〔Filamentwinding〕纏繞成型工藝是將浸漬了樹脂膠液的連續(xù)纖維〔或布帶、預(yù)浸紗〕按照一定規(guī)律纏繞到芯模上,常壓下在室溫或較高溫度下固化成型的一種制備各種尺寸回轉(zhuǎn)體的簡單方法。根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學(xué)狀態(tài)不同,分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。濕法纏繞是將增強材料浸漬液態(tài)基體和纏繞成型相繼連續(xù)進行;干法纏繞又稱預(yù)浸帶纏繞,為浸漬工藝和纏繞成型分別進行。半干法是干法工藝的開展,不同之處僅在于樹脂基體不存在凝膠化的階段,仍處于“濕〞狀態(tài)。濕法工藝對各類制品的適用性強,應(yīng)用廣泛。纖維纏繞成型的主要特點是能按性能要求配置增強材料,結(jié)構(gòu)效率高;自動化成型,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高。其它成型技術(shù).88纖維纏繞成型纖維的浸膠形式浸膠法、擦膠法及計量浸膠法。其它成型技術(shù)濕法纏繞的工藝纏繞機類似一部機床,纖維通過樹脂槽后,用軋輥除去纖維中多余的樹脂。為改善工藝性能和防止損失纖維,可預(yù)先在纖維外表涂覆一層半固化的基體樹脂,或者直接使用預(yù)浸料。纖維纏繞方式和角度可以通過計算機控制。纏繞到達要求厚度后,根據(jù)所選用的樹脂類型,在室溫或加熱箱內(nèi)固化、脫模得到復(fù)合材料制品。.89纖維纏繞成型其它成型技術(shù).90拉擠成型技術(shù)〔Pultrusion〕拉擠成型是將浸漬過樹脂膠液的連續(xù)纖維或帶狀織物在牽引裝置作用下通過成型模定型,在模中或固化爐中固化,制成具有特定橫截面形狀和長度不受限制的復(fù)合材料型材的方法。拉擠成型的最大特點是連續(xù)成型,制品長度不受限制,力學(xué)性能尤其是縱向力學(xué)性能突出,結(jié)構(gòu)效率高,制造本錢較低,自動化程度高,制品性能穩(wěn)定,可獲得多種截面形狀型材。其它成型技術(shù).91連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料成型工藝由于熱塑性樹脂高熔點、高熔融溫度、缺乏適宜溶劑等,其成型工藝與熱固性樹脂有所不同。其它成型技術(shù)成型過程:升溫塑化熔融,樹脂受熱從玻璃態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。保溫、保壓流動,在壓力的作用下,樹脂流動充分浸潤纖維。冷卻固化成型,是一個物理過程。.92連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料成型工藝匹配模模壓成型
其它成型技術(shù)橡膠墊成型成型壓力均勻,但僅能用于一般成型粘流溫度低于300℃的制品。.93連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料成型工藝膜成型分為單膜成型與雙膜成型工藝。可成型比橡膠墊更高粘流溫度的復(fù)合材料制件。是目前能夠控制纖維準(zhǔn)直性的最好的方法。其它成型技術(shù).94聚合物基復(fù)合材料的性能熱性能包括:熱傳導(dǎo)與熱容量:決定了PMC與外界熱交換和自身溫度的變化。熱膨脹性能:決定PMC結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,應(yīng)力分布狀態(tài)與抗熱震性能。耐熱性能:決定PMC的使用溫度范圍。PMC的熱性能.95熱傳導(dǎo)PMC的熱性能.
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