樹(shù)脂基復(fù)合材料

第三講：樹(shù)脂基復(fù)合材料加工工藝（二）第一節(jié)反應(yīng)注射成型（ReactionInjectionMolding)一、Introduction反應(yīng)注射成型是把單體注射到模具之中，在模具之中完成聚合反應(yīng)的工藝過(guò)程。其特點(diǎn)是：快速混合兩種或兩種以上能發(fā)生反應(yīng)的化合物，其注射溫度和注射壓力都很低。與注射成型不同之處是：注射成型的原料采用已完成聚合反應(yīng)的聚合物，而反應(yīng)注射成型則采用單體為原料。2021/10/10星期日1模壓成型、注射成型相和反應(yīng)注射成型的溫度和壓力對(duì)比成型工藝溫度（℃）模腔壓力（bar)RIM60-1205-15IM120-35020-140CM130-17570-2000RTM20-1204-102021/10/10星期日2RIM的幾種不同形式：1、SRIM：結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型（StructuralRIM)2、RRIM：增強(qiáng)反應(yīng)注射成型(ReinforcedRIM)3、MMRIM:(MatMoldingRIM)2021/10/10星期日3二、RIM使用的原料

反應(yīng)注射成型是60年代開(kāi)發(fā)的一種聚合物的加工工藝，其目的是為降低聚胺酯的生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。另外己內(nèi)酰胺，環(huán)戊烯等也做為RIM的原料2021/10/10星期日4R:PO/EO(PropyleneOxide/EthyleneOxide)50~100個(gè)單元）R’:甲基單元，一般由2~6個(gè)單元組成R”：1、樹(shù)脂體系2021/10/10星期日5對(duì)RIM各組份的要求：1）低粘度，＜1500Cp2）各組份之間要具有良好的相容性2021/10/10星期日6RIM體系的發(fā)展：

20世紀(jì)70年代后開(kāi)發(fā)了新的RIM體系胺基鏈體系有以下優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)溫度不敏感，（－30℃模量/65℃時(shí)模量是多元 醇體系的一半2）玻璃態(tài)，不對(duì)稱性；3）增加了氫鍵的數(shù)目，提高了熱穩(wěn)定性。2021/10/10星期日72、RRIM中使用的纖維與填料1） 短切玻璃纖維（shortGlassFibers，＜4mm)2）小的玻璃片（SmallGlassFlake)短纖維的長(zhǎng)度雖然很短（0.2~0.4mm）但長(zhǎng)徑比仍很大，它在流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)取向現(xiàn)象，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)制品，這種取向不會(huì)造成什么影響，但對(duì)于大的平面制品，由于收縮和線性熱膨脹系數(shù)（CLTE：CoefficientofLinearThermalExpansion)不同，可能制成變形，解決加法是用玻璃片做為增強(qiáng)體。2021/10/10星期日83、SRIM1）樹(shù)脂（粘度10~100CP）2）增強(qiáng)體2021/10/10星期日92021/10/10星期日102021/10/10星期日112021/10/10星期日122021/10/10星期日13三、RIM工藝過(guò)程1、振動(dòng)混合（ImpingementMixing)ImpingementMixing,是RIM的心臟，為了使兩股混合流體能在短時(shí)間內(nèi)制成固態(tài)高質(zhì)量的聚合物，首先其原料的反應(yīng)活性要高，才能在較短的時(shí)間內(nèi)完成交聯(lián)反應(yīng)，更重要的是兩種物料要混合均勻，物料通常是在混合頭（MixHead)內(nèi)進(jìn)行混合的，當(dāng)混合頭打開(kāi)時(shí)物料從噴嘴中噴入，相互混合，混合時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)（ReynoldsNumber)要達(dá)到150，最好為200。2021/10/10星期日14Q:體積流量； ρ：密度；η：粘度； d:噴嘴直徑2021/10/10星期日152、設(shè)備要求1）需要能按一定流速和壓力輸送物料的計(jì)量裝置；2）需要有能完成混合要求的混合頭；3）內(nèi)部聯(lián)結(jié)的管道；4）控制系統(tǒng)；2021/10/10星期日163、工藝參數(shù)以制件重為3公斤為例：假設(shè)多元醇：二異氰酸酯＝2：1混合時(shí)間為1.5秒多元醇的流速為1.33Kg/s假設(shè)其密度為1.25g/cm3;粘度為500CP當(dāng)Re＞200時(shí)，噴嘴的直徑可通過(guò)計(jì)算為1.7mm。2021/10/10星期日174、模具由于壓力低，故RIM工藝所使用的模具的價(jià)格也比較低，一般采用高質(zhì)量工具鋼、鋁合金以及環(huán)氧樹(shù)脂（溫度低于65℃)等2021/10/10星期日18四、制品缺陷1、由工藝過(guò)程造成的缺陷1）原料污染；2）溫度控制；3）混合計(jì)量控制；4）模具是否清潔；5）模具溫度；6）脫模時(shí)間；2021/10/10星期日19第二節(jié)：樹(shù)脂轉(zhuǎn)移成型樹(shù)脂轉(zhuǎn)移成型具有開(kāi)發(fā)高性能、大體積低成本復(fù)合材料的能力2021/10/10星期日20VentPreformMoldMixingHeadMeteringCylinderMeteringCylinderAirPressure2021/10/10星期日211、Introduction樹(shù)脂轉(zhuǎn)移成型可制備從汽車(chē)扶手等小制品，到水處理單元等大制品，是應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的一種制備復(fù)合材料的加工工藝。它是把增強(qiáng)材料切成或制成預(yù)成型體（Preform），放入模腔之中。預(yù)成型體放置于合適的位置，以保證模具的密封。合模后，樹(shù)脂被注射到模腔之內(nèi)，流經(jīng)增強(qiáng)體，把氣體排出，并潤(rùn)濕纖維（增強(qiáng)體），多余的樹(shù)脂將從排氣孔處排出模腔。之后，樹(shù)脂在一定的條件下經(jīng)固化后，取出是到制品。它與RIM很相似。但它們之間還是有本質(zhì)的區(qū)別。2021/10/10星期日221）RTM原料的粘度為100~1000CP; SRIM的粘度為：10~100CP;2）RTM由兩部分組成，比例為100：1左右; SRIM的兩部分的比例要小得多，1:1或2：13）SRIM體系的反應(yīng)活性要高于RTM；4）SRIM的樹(shù)脂體系在進(jìn)入模腔之前需要快速高壓混合；RTM與SRIM在許多方面都很相似，但在SRIM體系中由于需要快速反應(yīng)，所以在坯體設(shè)計(jì)方面要考慮許多因素，一但樹(shù)脂進(jìn)入模腔，它的粘度將會(huì)迅速升高，幾秒鐘之后就會(huì)變得非常堅(jiān)硬，所以SRIM的預(yù)成型體的纖維含量都比較低，另外，還需要有導(dǎo)向纖維，作為樹(shù)脂流動(dòng)的通道，對(duì)SRIM來(lái)說(shuō)，預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)對(duì)樹(shù)脂流動(dòng)的影響要更大些。也就是SRIM的樹(shù)脂流動(dòng)性對(duì)坯體的敏感性要高于RTM2021/10/10星期日232、RTM制品的幾何形狀及設(shè)計(jì)能力有人說(shuō)：沒(méi)有任何零件不能通過(guò)RTM工藝來(lái)制備；由于體系的壓力很低，它在很多方面都得到應(yīng)用，體系壓力保持在0.07MPa，在VARI（Vacuum-AssistedResinInjection)體系中，模腔內(nèi)壓力可低于大氣壓。除適合加工大制品外，RTM還適用于制備具有深沖壓結(jié)構(gòu)（DeepDraw的制品RTM可使用泡沫芯結(jié)構(gòu)，以增加預(yù)成型體的剛性，同時(shí)也提高了三維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，由于RTM的壓力低可不致使泡沫芯發(fā)生變形。2021/10/10星期日24一體化是RTM成型的以一大特點(diǎn)，這是其它工藝所不能達(dá)到的。RTM還可放置模內(nèi)金屬嵌入件，所以說(shuō)RTM具有設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)。2021/10/10星期日251）樹(shù)脂：許多種原料都可用于RTM工藝，其要求是樹(shù)脂必須能夠充滿模腔，潤(rùn)濕增強(qiáng)體，并能固化，得到所需的機(jī)械性能的產(chǎn)品。其中環(huán)氧樹(shù)脂屬低低速固化類(lèi)。乙烯基聚酯、丙烯酰胺、聚胺酯屬高速固化類(lèi)；聚碳酸酯、尼龍等也可用于RTM法3、RTM所需原料2021/10/10星期日262）增強(qiáng)體GlassFiber、CF、AramidFibers等是通常所用的纖維纖維需要制成合適的預(yù)成型體（Preform)制備的方法有三種①Cut-and-Sew②Spray-Up③Fabrication2021/10/10星期日274、所需設(shè)備1）模具（Tooling)由于RTM壓力很低，這就使得模具比較簡(jiǎn)單，降低了模具的成本，可用環(huán)氧樹(shù)脂模具，這種模具可反復(fù)使用幾千次，模具需要密封，脫模劑一般要用外脫模劑，（如石蠟、硅油等）當(dāng)壓力高、需傳熱快時(shí)，可用Ni制造模具。Zn、Al等的合金也可用于制造RTM的模具，一般來(lái)說(shuō)RTM模具都是兩片結(jié)構(gòu)（Two-Piece）當(dāng)制品體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)可選用工具鋼制造模具，這種模具可反復(fù)使用50,000~1,000,000次。2021/10/10星期日282021/10/10星期日292021/10/10星期日30第三節(jié)：纏繞成型工藝1、Introduction纏繞成型就是把連續(xù)的纖維絲束（布）用樹(shù)脂潤(rùn)濕后均勻而有規(guī)律地纏繞在旋轉(zhuǎn)的軸上的一種成型方法它的原料為：纖維：GF、CF、芳綸等樹(shù)脂：聚酯、乙烯基聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等它的制品：簡(jiǎn)單的有管子，復(fù)雜的可制造飛機(jī)殼體，汽車(chē)的框架等，常見(jiàn)的制品有：管、壓力容器、導(dǎo)彈發(fā)射管、發(fā)動(dòng)機(jī)箱、汽車(chē)彈簧片、油箱軸承等2021/10/10星期日31纏繞成型的特點(diǎn)：1）由于可以按照承力要求確定纖維的方向、層次、數(shù)量，可實(shí)現(xiàn) 強(qiáng)度的設(shè)計(jì)2）纖維伸直和按規(guī)律排列的整齊性和精確度高于任何其它成型方 法，制品能充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度，因此比強(qiáng)度和比剛度均高。3）玻璃鋼壓力容器比鋼質(zhì)減重40~60%。4）生產(chǎn)效率高可成型各種尺寸的制品；5）設(shè)備投資大；6）不能生產(chǎn)凹形制品；2021/10/10星期日322、原料1）纖維玻纖：?jiǎn)晤^可有47~747m/Kg，一般要進(jìn)行表面處理（Sizing) 可使用硅烷偶聯(lián)劑。芳綸：124~9540m/Kg；CF：3K、6K、12K、50K其長(zhǎng)度分別為：996、484、249、 62m/Kg。2021/10/10星期日332）樹(shù)脂三種樹(shù)脂加入的方法：①纖維通過(guò)樹(shù)脂?。穹ǎ扯纫?000~3000CP））②預(yù)浸漬法（半成品法，或稱為干法）③ 熱塑性樹(shù)脂的兩種方法：粉未涂料法和混雜纖維法；2021/10/10星期日342021/10/10星期日352021/10/10星期日363、纖維纏繞過(guò)程1）螺旋纏繞該方法適合于細(xì)長(zhǎng)幾何形狀的制件，如壓力管、發(fā)射管。纏繞角度為20~90°多數(shù)情況為54.7°它受到幾個(gè)因素的限制，①設(shè)備大小；②軸芯的重量；③旋轉(zhuǎn)軸的間隙。多數(shù)設(shè)備2.4~7.3m直徑可達(dá)3.7m。EngineeringTechnologyCorporation制造了4.6×4.6m的設(shè)備，GlassHopper公司制造了8175Kg的制件，它和體積為：15×4.5×3m在制備大制件時(shí)一定要對(duì)軸芯的設(shè)計(jì)多加考慮，考慮其重量，是否變形等因素。2021/10/10星期日3720-90°2021/10/10星期日382）環(huán)狀纏繞85-90°2021/10/10星期日393）平面纏繞（極向纏繞）纖維在一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)），同時(shí)軸芯也在旋轉(zhuǎn)，形成±β夾角的多層纖維，與螺旋纏繞相比較，纖維與軸芯的夾角必須小于20°一般為5~15°火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體是最大的單向纏繞制品，其直徑0.9m，長(zhǎng)3m多數(shù)平面纏繞制件的L/D＝2：1它的優(yōu)點(diǎn)是：能快速制備L/D＜2的制件；其缺點(diǎn)是： ①應(yīng)力頒布不均勻； ②制件直徑大，不易加工。2021/10/10星期日405-10°2021/10/10星期日414、設(shè)備1）纏繞設(shè)備2）軸芯：軸芯決定制品的最終結(jié)構(gòu)，分為永久性和可移去兩 種類(lèi)型，其用用是： ①支撐樹(shù)脂未交聯(lián)的復(fù)合材料； ②在樹(shù)脂交聯(lián)過(guò)程中保持制品不變形；2021/10/10星期日42軸芯的種類(lèi)

金屬軸芯：金屬軸芯分為永久性和可再用型兩種，永久性軸芯主要用于高壓容器，材料選用Al、Ti、不銹鋼等，許多復(fù)合材料都有一定的透氣性，所以需要金屬內(nèi)襯，一般是由兩片金屬薄片（1.0~1.3mm)焊在一起制成的?？芍貜?fù)使用的軸芯是由一個(gè)骨架和組裝在骨架上的金屬片組成，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是采用這種軸芯的?？膳蛎涊S芯用橡膠做軸芯，，內(nèi)部充氣體使其達(dá)到所需的形狀，制備貯油箱可用這種軸芯，當(dāng)外邊的樹(shù)脂固化后放出軸芯中的氣體，可將其取出。2021/10/10星期日43

一次性軸芯一次性軸芯一類(lèi)是由石膏制成的，為了易拆除，在中心部位先埋入一個(gè)金屬芯。另一類(lèi)一次性軸芯是具有可溶性的特點(diǎn)，可用無(wú)機(jī)鹽制造，當(dāng)復(fù)合材料成型后用水將其溶解，還可用PVA混合細(xì)沙制成，用完后用水將其溶解。這類(lèi)軸芯缺點(diǎn)是比較重，因?yàn)樗菍?shí)心結(jié)構(gòu)。另外它的耐高溫性差。2021/10/10星期日443）張力控制系統(tǒng) 為了保證纏繞成型制品的性能，在纏繞時(shí)應(yīng)施加一定的張力，張力的大小按纖維強(qiáng)度的5~10%選取，張力小時(shí)制品的性能差，張力大造成兩方面的不利影響：一是大張力會(huì)造成纖維磨損，另一方面可能破壞軸芯。 為了避免因張力引起的內(nèi)松外緊的現(xiàn)象，采用逐層張力遞減的辦法，一般2~3層遞減一次，每次遞減5~10N。2021/10/10星期日454）固化系統(tǒng)

爐子（燃?xì)鉅t、電爐）熱油（導(dǎo)熱油）燈（紅外燈、紫外爐）蒸汽微波（纖維具有導(dǎo)電性時(shí)不能采用微波法）其它方法（超聲波、激光）2021/10/10星期日465）纏繞成型制品的內(nèi)襯目的：為保證制品的氣密性要求：密封性好；有制品所要求的耐腐蝕、耐高低溫性。與纏繞殼體牢固粘接，變形協(xié)調(diào)共同承載；適當(dāng)彈性和較高延伸性；2021/10/10星期日47內(nèi)襯種類(lèi)鋁內(nèi)襯：(卷管焊接式、沖壓對(duì)焊式、整管收口式）橡膠內(nèi)襯：氣密性好塑料內(nèi)襯（ABS、尼龍6等，具有耐腐蝕性好的特點(diǎn)）

2021/10/10星期日48第四節(jié)：拉擠成型1、Introduction 傳統(tǒng)的拉擠成型法適用于具有恒定截面形狀的直線型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的加工，新型拉擠成型法可加工可變截面的制品； 拉擠成型方法始于20世紀(jì)50年代，制品具有很高的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，當(dāng)時(shí)拉擠的速度很低，僅為0.3m/s，過(guò)程是間歇的，60年代實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，70年代技術(shù)上有很大的突破，拉擠速度可達(dá)到4.5m/s。第四節(jié)：拉擠成型1、Introduction 傳統(tǒng)的拉擠成型法適用于具有恒定截面形狀的直線型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的加工，新型拉擠成型法可加工可變截面的制品； 拉擠成型方法始于20世紀(jì)50年代，制品具有很高的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，當(dāng)時(shí)拉擠的速度很低，僅為0.3m/s，過(guò)程是間歇的，60年代實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，70年代技術(shù)上有很大的突破，拉擠速度可達(dá)到4.5m/s。2021/10/10星期日492、拉擠成型的原料1）樹(shù)脂：要求粘度要低＜2000CP，主要有不飽合聚酯、環(huán)氧 樹(shù)脂，及一些熱塑性樹(shù)脂。2）纖維：采用連續(xù)的長(zhǎng)纖維為原料2021/10/10星期日503）拉擠成型的工藝過(guò)程送絲孔出料口樹(shù)脂集束裝置浸漬區(qū)芯模機(jī)頭拉伸裝置2021/10/10星期日514）拉擠成型工藝的新發(fā)展1）曲面型材料的拉擠用于生產(chǎn)汽車(chē)的弓形板簧原料：聚酯、乙烯基聚酯和環(huán)氧纖維布浸膠烘干拉擠2021/10/10星期日52第五節(jié)：長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料1、前言

熱塑性復(fù)合材料大多數(shù)限制于短切纖維增強(qiáng)體，這些材料只能用于非結(jié)構(gòu)材料或半結(jié)構(gòu)材料，隨著熱塑性樹(shù)脂的發(fā)展，高粘度的熱塑性樹(shù)脂的浸漬能力的提高，出現(xiàn)了長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料1、前長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料。這使得其性能可與作為結(jié)構(gòu)材料的熱固性復(fù)合材料相比較。與熱固性復(fù)合材料相比較。熱塑性復(fù)合材料有如下的優(yōu)點(diǎn)：韌性好，耐沖擊易修復(fù)某些聚合物具有很高的使用溫度材料性能穩(wěn)定均一具有可回收性，使其經(jīng)濟(jì)效益有望提高2021/10/10星期日53同時(shí)熱塑性復(fù)合材料也存在明顯的缺點(diǎn)：加工溫度高；加工壓力高；由于粘度高，導(dǎo)致樹(shù)脂對(duì)纖維的潤(rùn)濕性差，會(huì)在制品 中出現(xiàn)較多的孔洞；熱膨脹系數(shù)大；某些樹(shù)脂抗溶劑性差；易出現(xiàn)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂 2021/10/10星期日54長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料的分類(lèi)1）適合于注射成型：纖維長(zhǎng)度大于6.3mm但小于25.4mm， 是一般意義上的短纖維復(fù)合材料的纖維長(zhǎng)度的2~10倍；2）非連續(xù)長(zhǎng)纖維，其長(zhǎng)度＞12.7mm，這些纖維一般源于連 續(xù)纖維的短切，它適合于模壓或沖壓成型的制品；3）連續(xù)增強(qiáng)體，包括纖維的織物和非織物，它一般制成預(yù)浸 帶、預(yù)浸氈或者混雜纖維，它適用于纏繞成型；2021/10/10星期日552、原料1）纖維2）熱塑性樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂的可選范圍非常廣泛，選擇的原則是性能價(jià)格比2021/10/10星期日56聚合物類(lèi)型Tg（℃）Tm（℃）加工溫度（℃）PP半晶-20168200-250聚酰胺尼龍66半晶70220230-275尼龍6半晶50260270-325聚酯PBT半晶20240240-273PET半晶73257280-300PC非晶140-150270270-300PPS半晶88290315-335PEK半晶172372420-450PEEK半晶143343360-4002021/10/10星期日573、可注射成型的長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料1）浸漬方式采用擠出機(jī)混料時(shí)，會(huì)使纖維長(zhǎng)度大幅度下降，一般限制在6.3mm以下，這使纖維的增強(qiáng)效率不高。所以需采用特殊的混料方式，然后進(jìn)行切粒，纖維的長(zhǎng)度與粒料長(zhǎng)度相同，典型的長(zhǎng)度為12.7mm，雖然在成型過(guò)程中纖維的長(zhǎng)度下降，但仍是傳統(tǒng)方式的10倍。主要采用的方式有：①拉擠浸漬法②樹(shù)脂流化床法2021/10/10星期日582）成型采用傳統(tǒng)的注射成型機(jī)，一般不需要在的改動(dòng)即可。為什么在成型過(guò)程中，纖維會(huì)保持較長(zhǎng)的長(zhǎng)度呢？可以這樣認(rèn)為：通過(guò)拉擠過(guò)程得到的粒料中，纖維束未被充分潤(rùn)濕，但同時(shí)也保持了纖維束的整體性，因而在注射及充滿模具過(guò)程中可沿流動(dòng)方向取向，減少了剪切力，從而可保持長(zhǎng)度。而用擠出機(jī)混料，由于纖維束被打散，以單絲形式分散在樹(shù)脂中，所以受到剪切力就大些，易變短。2021/10/10星期日593）性能可用混合理論規(guī)則預(yù)測(cè)材料的性能：2021/10/10星期日60臨界纖維長(zhǎng)度：纖維所受張力等于界面剪切力時(shí)的長(zhǎng)度，在此長(zhǎng)度下，其中部所受剪切力達(dá)到了最大值τττL2021/10/10星期日61對(duì)無(wú)規(guī)取向的短纖維來(lái)說(shuō)，當(dāng)平均纖維的長(zhǎng)徑比是臨界長(zhǎng)徑比的10倍時(shí)，能達(dá)到最佳的強(qiáng)度效果，換言之，這意味著，具有10倍臨界長(zhǎng)度的纖維，在其90%的長(zhǎng)度上承受著最大負(fù)載，也就是纖維的90%發(fā)揮了作用。短比值增強(qiáng)復(fù)合材料中多數(shù)纖維接近或低于臨界纖維長(zhǎng)度，它對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能就沒(méi)有貢獻(xiàn)。2021/10/10星期日624、無(wú)規(guī)分布沖壓復(fù)合材料（RandomFiberStampableComposites)無(wú)規(guī)取向纖維可沖壓復(fù)合材料產(chǎn)(類(lèi)似SMC方法)，纖維長(zhǎng)度12.7mm。與熱固性樹(shù)脂相比較具有快速，無(wú)貯存時(shí)間限制，改善沖擊強(qiáng)度，可重復(fù)利用等。2021/10/10星期日631）材料和層疊工藝?yán)w維包括短切纖維，無(wú)規(guī)短切纖維氈，連續(xù)纖維氈等，短切纖維長(zhǎng)度一般在12.7~38.1mm，根據(jù)纖維的形式不同，有兩種層壓工藝可供選擇。短切纖維一般采用濕漿工藝。在這個(gè)工藝中，聚合物必須粉狀。纖維,聚合物粉末和表面活性劑及其它一些添加劑在一個(gè)大容器內(nèi)與水一起混合形成漿液（濁液），在混合過(guò)程中纖維絲末被打散。這個(gè)懸濁液用泵送到高速傳送帶上，在此大部分水份通過(guò)真空方式被排除。結(jié)果形成一個(gè)由內(nèi)部分散纖維和樹(shù)脂組成的非織物薄片。這個(gè)薄片在兩個(gè)傳送帶之間通過(guò)壓力和溫度作用形成整體片材。這種方法對(duì)非常高粘度的樹(shù)脂的處理是很有效的。其所受限制就是聚合物要呈粉末狀，并有一定溫度。對(duì)于高纖維含量（60~70%）這一工藝也是非常有效的。2021/10/10星期日64無(wú)規(guī)纖維氈與樹(shù)脂層疊可按傳統(tǒng)的擠出工藝制備。樹(shù)脂通過(guò)片狀型模擠出，置于兩層氈之間，在層壓加熱區(qū)內(nèi)樹(shù)脂完成對(duì)纖維的潤(rùn)溫作用。

溫度，壓力和停留時(shí)間是控制潤(rùn)濕性能的三個(gè)要素。冷卻溫度必須低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和結(jié)晶溫度。

2021/10/10星期日652）模壓沖壓工藝

長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料轉(zhuǎn)化為制品，可通過(guò)沖壓法或高速模壓工藝完成。每一種工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)。 沖壓也被稱為固態(tài)成型法，一般用于加工半結(jié)晶性材料，半結(jié)晶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點(diǎn)溫度之間發(fā)生永久變形，在低于這個(gè)溫度下可拉伸范圍受到限制一般在5~10%之間。而非晶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之下非常硬，不能快速形成穩(wěn)定的制件。它必須要加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上成型。這種條件它們不再被認(rèn)為是固態(tài)。 作為一條原則：沖壓制品一般形狀不能太復(fù)雜，不能有deepdraw,deepribsandbosses結(jié)構(gòu)。 其優(yōu)點(diǎn)是快速，一般10~20秒即可完成，而且制品表面好，因?yàn)槔w維沒(méi)有機(jī)會(huì)向表面移動(dòng)。2021/10/10星期日663)性能

模量和強(qiáng)度修正公式

e、e’是增強(qiáng)體的效率因子C0：平面無(wú)規(guī)取向值為：0.33 三維無(wú)規(guī)取向?yàn)椋?.182021/10/10星期日674）應(yīng)用

無(wú)規(guī)纖維氈的高強(qiáng)、高韌性及易成性的組合，使其在汽車(chē)、電子工業(yè)、家具、電力設(shè)備、化學(xué)工藝、飛機(jī)、宇航、軍工、體育用品上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。典型汽車(chē)應(yīng)用，包括蓄電池盒、座位、保險(xiǎn)杠。

2021/10/10星期日685、連續(xù)纖維熱塑性復(fù)合材料

與熱固性樹(shù)脂加工方法相似，原料包括單向的絲束帶、織物、三維編織體等。前者，在制品制備之前樹(shù)脂先潤(rùn)濕增強(qiáng)體。而后者纖維和樹(shù)脂相互之間是物理接近，而沒(méi)有發(fā)生粘結(jié)和鍵合。浸漬發(fā)生在制備過(guò)程之中，單向帶、絲束織布和編織體的預(yù)浸物呈預(yù)浸狀態(tài)，而碳（玻）纖維與熱塑織物與熱塑性樹(shù)脂薄膜，以及粉末浸漬絲束和織物等則稱為后浸漬形式。

2021/10/10星期日691）預(yù)浸漬

預(yù)浸漬包括熔融和溶液浸漬兩種方法，熔融預(yù)浸漬使用擠出機(jī)，用一定方法散開(kāi)纖維的絲束。根據(jù)纖維的形式來(lái)決定擠出機(jī)的型模是圓形還是片狀。在溶液浸漬方法中，聚合物首先溶解在溶液中，纖維通過(guò)溶液并通過(guò)擠壓設(shè)備，除去過(guò)剩的聚合物，通過(guò)加熱，除去溶劑，并回收溶劑。

2021/10/10星期日702）后浸漬工藝和形式

后浸漬是通過(guò)混雜纖維，聚合物膜及粉等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，薄膜層疊工藝中，聚合物膜和纖維交替排列。之后在壓力和溫度作用下形成一體。這一過(guò)程一般需要較長(zhǎng)時(shí)間，有時(shí)需幾小時(shí)，而潤(rùn)濕效果和性能不能達(dá)到最佳狀態(tài)。混雜纖維技術(shù)可把單絲或多絲聚合物與增強(qiáng)體纖維混雜在一起，以增加它們之間的接觸。它可達(dá)到最佳潤(rùn)濕效果，達(dá)到最佳性能。 粉末浸漬采用流化床技術(shù)。通過(guò)電荷作用，聚合物粉末浸入纖維束內(nèi)。有時(shí)需要部分聚合物粉末融熔，以使在浸漬后，纖維束保持整體性以便加工處理。2021/10/10星期日71第六節(jié)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料注射成型

1、前言 注射成型已有60多年的歷史了，在塑料加工方面，注射成型僅次于擠出成型。事實(shí)上，任何一種熱塑性材料都可通過(guò)注射成型法加工，并且大多數(shù)樹(shù)脂都可加入填料或增強(qiáng)體。填料層增強(qiáng)體是指混入聚合物內(nèi)不連續(xù)，具有剛性的第二相。當(dāng)混入的第二相的長(zhǎng)徑比接近1時(shí)，它被稱為填料，而長(zhǎng)徑比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1