第六章聚合物基復(fù)合材料的成型工藝-資料下載頁(yè)
2025-01-06 13:54本頁(yè)面
【正文】 合材料 樹脂：不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、 ABS、 PA、 PC 纖維：無捻玻纖初紗、連續(xù)纖維氈、碳纖、芳纖、 雙向或三向織物 2. 原材料 3. 型材類型 工字形、槽形、角形、異型截面 4. 工藝特點(diǎn) ①連續(xù)成型，制品長(zhǎng)度不受限制； ②產(chǎn)品縱向力學(xué)性能突出，產(chǎn)品性能穩(wěn)定； ③制造成本低，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高 復(fù)合材料 將纖維和樹脂置于旋轉(zhuǎn)模內(nèi)表面，借助模具轉(zhuǎn)動(dòng)的離心 力將物料壓緊，并排除其中的空氣，固化后得到產(chǎn)品。 1. 工藝過程 ?離心澆注成型 產(chǎn)品厚度均勻，外表光潔。 2. 特點(diǎn) 復(fù)合材料 復(fù)合材料固化 =樹脂固化 固化工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料性能的影響 復(fù)合材料固化過程 凝膠： 定型： 熟化： 從粘流態(tài)到樹脂凝膠態(tài) 樹脂體系成為一個(gè)支化的巨大網(wǎng)絡(luò)分子，從分子鏈運(yùn)動(dòng)到鏈段運(yùn)動(dòng) 玻璃態(tài)內(nèi)部固相反應(yīng) 凝膠 高彈態(tài) 玻璃態(tài) 體型結(jié)構(gòu)，鏈段運(yùn)動(dòng)凍結(jié) 提高溫度進(jìn)行后處理，交聯(lián)密度增大 復(fù)合材料 樹脂固化度的測(cè)定 ? 丙酮溶劑萃取法 ? 差熱分析法 ? 紅外分析法 ? 介電分析法 復(fù)合材料 NCOC6H3CH3NCO 復(fù)合材料 復(fù)合材料 ? 溫度、時(shí)間、壓力 1）溫度 臺(tái)階式固化 時(shí)間 溫度 第一階段（ 預(yù)熱階段） 第二階段（ 保溫階段 ） 第三階段（ 升溫階段 ） 第四階段（ 熱壓保溫階段 ） 第五階段（ 冷卻階段 ） 復(fù)合材料 2）壓力 加壓時(shí)間 成型壓力的作用： ?克服揮發(fā)分的蒸汽壓力 ?使粘稠的樹脂有一定的流動(dòng)性 ?使樹脂與增強(qiáng)材料充分的接觸 ?防止復(fù)合材料在變形過程變形 ? 加壓過早，加壓過晚對(duì)復(fù)合材料制品的性能有什么影響 ？ 復(fù)合材料 二、固化工藝參數(shù)的確定 ? 熱固性樹脂在固化過程中可能經(jīng)歷的四種力學(xué)狀態(tài) 未凝膠玻璃態(tài)、粘流態(tài)、高彈態(tài)、凝膠后的玻璃態(tài) 固化反應(yīng)可分為如下四個(gè)階段： ① 從未凝膠玻璃態(tài)到黏流態(tài) ② 從黏流態(tài)到樹脂凝膠點(diǎn) ③ 從凝膠點(diǎn)經(jīng)高彈態(tài)到玻璃態(tài) ④ 玻璃態(tài)的固相反應(yīng) 復(fù)合材料 ? 確定固化過程的反應(yīng)參數(shù)的方法 DDA： 動(dòng)態(tài)介電分析法 復(fù)合材料 1）從未凝膠玻璃態(tài)到粘流態(tài) 復(fù)合材料 流動(dòng)峰 凝膠峰 復(fù)合材料 2）從黏流態(tài)到樹脂凝膠點(diǎn) 復(fù)合材料 由不同升溫速率下的 DSC曲線的放熱特征峰（峰開始的溫度 Ti、 峰頂溫度 Tp、 峰終溫度 Tf）， 外推到 0升溫速率的放熱峰 Ti、 Tp、 Tf,以此確定固化臺(tái)階溫度。 固化臺(tái)階溫度的確定 復(fù)合材料 加壓時(shí)機(jī)的確定（一般在快凝膠的時(shí)候開始加壓） SBSS： 短梁剪切強(qiáng)度 復(fù)合材料 3）從凝膠點(diǎn)經(jīng)高彈態(tài)到玻璃態(tài) ? 動(dòng)態(tài)力學(xué)法 DMA扭辮分析法 TBA (a)扭擺儀原理圖 (b)阻尼振動(dòng)曲線 復(fù)合材料 凝膠化作用對(duì)阻尼的貢獻(xiàn) 玻璃化作用對(duì)阻尼做的貢獻(xiàn) 復(fù)合材料 樹脂固化體系三 T狀態(tài) 時(shí)間 /（ 10Min） 依據(jù) TBA分析的等溫固化時(shí)間 力學(xué)圖譜獲得的不同固化溫度下的凝膠化時(shí)間和玻璃化時(shí)間，可繪制出樹脂固化的三 T狀態(tài) 復(fù)合材料 4）玻璃態(tài)內(nèi)的固相反應(yīng) ? 升高固化溫度，進(jìn)一步提高固化交聯(lián)度，使樹脂耐熱性、模量等性能提高 復(fù)合材料 1. 過程 三、固化過程收縮與內(nèi)應(yīng)力 X A C 加熱 初步固化 凝膠 繼續(xù)固化 B 冷卻 Tg D 室溫 Y 復(fù)合材料 2. 體積變化 ①膠化收縮（ C— Y）決定內(nèi)應(yīng)力大小 ②聚合收縮（ A— B） ③熱收縮（ B— Y） ④固化收縮（ A— Y） ② + ③ = ④ ⑤熱膨脹（ X— A） ⑥實(shí)際體積收縮 復(fù)合材料 3. 影響固化收縮的因素 ①樹脂類型： 酚醛縮聚，收縮最大；聚酯分子間范德華距離（ ）變?yōu)?CC共價(jià)鍵（ ），收縮居中；環(huán)氧開環(huán)聚合，膨脹抵消收縮，收縮最小 ②固化溫度 溫度越高，收縮率越大，內(nèi)應(yīng)力也越大 ③固化劑種類 形成固化網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度、緊密程度 復(fù)合材料 4. 內(nèi)應(yīng)力 1）來源 物理收縮應(yīng)力、化學(xué)收縮應(yīng)力 內(nèi)應(yīng)力 收縮不均勻 2）減小內(nèi)應(yīng)力措施 慢速升溫或低溫固化，固化均勻、充分； 添加粉狀填料或柔性樹脂； 緩慢冷卻，松弛熱收縮； 后處理 復(fù)合材料 本章習(xí)題 1. 如何選擇復(fù)合材料成型方法？ 2. 試述手糊成型過程、特點(diǎn)、應(yīng)用？ 3. 試述噴射成型過程、特點(diǎn)、應(yīng)用？ 4. 什么是袋壓成型？它主要有哪幾種形式？ 5. 什么是 RTM工藝？它對(duì)樹脂體系和纖維增強(qiáng)體有什么要求？ 6. 為什么復(fù)合材料固化是要分段加溫？ 7. 如何有實(shí)驗(yàn)方法確定合理的復(fù)合材料工藝參數(shù)？ 8. 什么是三 T狀態(tài)圖？它是如何通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試出來的？ 9. 試分析樹脂固化體積變化過程？
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