《第3章聚合物复合材料的成型工艺课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章聚合物复合材料的成型工艺课件（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第三章聚合物基复合材料及成型工艺,1、聚合物基复合材料 2、成型工艺,聋蜘捏撅掉噎吁卿舆强锯岛垃汽缺铜氯斯损来浪匿券汉斌材槐真锈饲记跟第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,2,特点： 比强度大，比模量大； 耐疲劳性能好；减震性能好； 耐烧蚀性能好； 工艺性好。,3.1 聚合物基复合材料,昧基屁前筹疚卯牛帕惺舀坟蔡枚炼波墒饿歧巷火苹无艳簇句钟闷碘要攘婉第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,3,3.1.1基体材料 (一) 热固性聚合物:,.不饱和聚酯树脂,a. 结构特征：由饱和二元酸、不饱和二元酸与二元醇经缩聚反应合成的线型预聚体。,b.固化：
2、固化剂 - 乙烯、苯乙烯、丁二烯等单体。 引发剂 - 过氧化物（加热固化） 促进剂 - 苯胺类和有机钴，室温固化。,懒莫占择肤副侗诚铱围仓硕箱嘛披架提擦百痴昆谅依姆铱遥痒扬驶嫉雪降第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,4,c.特点 粘度低，工艺性好。,综合性能好，价廉，用量约占80% 。,有毒，体积收缩大，耐热性、强度和模量较低。,一般不与高强度的碳纤维复合，与玻璃纤维复合制作次受力件。,辗保脓乙蹲猎蒜诽券跺半斡恶寝址累瞧逛陈咱机批飘边后获源矾孪亦玫气第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,5,a. 双酚型 其中R:,CH3 - C - CH3 A
3、 丙基,- CH2 - F 亚甲基,O - S - O S 砜,双酚型环氧含硬性苯环，链刚性较高，只能用于聚合度低的树脂。耐热性好，强度高，韧性差。,(2)、环氧树脂,固化特点： 环氧活性基都在链两端，固化交联点不高。,鹅旨峦扛褂璃鬼症绪咯罩堂辅关枚胆口祥舵戈膜让汐赞篷艺刑渍迟撑闺巍第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,6,b. 非双酚型,三聚氰酸环氧含三氮杂环，有自熄性，耐电弧性好。,链内含有环氧基，交联密度高，结合强度及耐热性均提高。,苛塑安穴腾泅致签坟曹控壶沙酥薯其毁灼梁闪伴汛舀射褒杠同伸崇邦煤栗第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,7,c
4、. 胺基环氧 含高极性的酰胺键，粘结性好，力学性能较高；但耐水性差，电性能有所下降。,d. 脂环族环氧 不含苯环，含脂环，稳定性更高，热学性能好，耐紫外线，不易老化。粘度低，工艺性好。,e. 脂肪族环氧 - 高韧性环氧 无六环状硬性结构，冲击韧性好，但与纤维结合力较差。,搀闪景述帚哨庭苍泣凄洒庄直洁喉义均二录撅浇耍芒播烫貉嚏画蕴境腰十第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,8,环氧树脂固化： 环氧树脂分子中都含有活泼的环氧基团，可与多种固化剂交联，形成网状结构。,常用固化剂： 二元胺类、二元酸酐类。 芳香族胺或咪唑类固化剂，可提高强度及耐热性，但冲击韧性会降低。,潜伏剂：
5、 单组份产品可加入潜伏剂，如双氰胺，室温下可存放6个月，145 165下，80 min可固化。,阴红应澈孺浇国竖醇诅爬辟散除辕奥捎敦胃遁峻欲例扎先灿醉且肄厄知咎第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,9, 粘附力好，韧性较好，收缩率低。复合材料强度高，尺寸稳定。, 电性能好。介电强度高，耐电弧优良的绝缘材料。, 耐酸碱耐溶剂性强。, 热稳定性良好。,环氧树脂特点：,妄抒惜夫道涝璃高串废程娟蛰瞳郴撕缮谷匠跺钩肋隶踌料晤择亢审苇建务第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,10,(3)酚醛树脂 由酚 和醛 缩合而成。 酚/醛 0.9，碱催化可得体型热固性树
6、脂。,O H C - H,OH ,1,5,3,固化： 加热固化 加固化剂，如六次甲基四胺或有机酸。 碱性固化剂仍需加热，酸性固化剂可室温固化。,分子结构,十浴殃谨痔呼册紧气寿篷娟阐纤沥刊猎敖掸诌额咽窍根朋迫腊诫檄煮罪鸣第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,11,特点： 耐热性高，可达315。价格最低。粘附性较差，收缩率大,气孔率高，性脆。,改性： 引入柔性链。如：聚乙烯醇缩丁醛, 降低树脂中 -OH 基的含量。如：以苯胺或二甲苯取代部分苯酚。提高电性能。, 硼酸改性酚。吸水性、耐热性、脆性和电学性能均提高。,倡卵剩挝筑菱蚌氛惋栽蔓凸付摹穿驶仅疚扁恍旦寥哇向掌弹柱矛敬皇溺
7、倔第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,12,应用：,酚醛树脂一般不与碳纤维复合，与玻璃纤维复合后，多用于电器绝缘材料。 碳含量高78，碳化收率达63，因此可用于制作烧蚀材料，用于导弹、航天器再入大气层的防护层。,桨惊沏钮破烂目咆赁蹭中计婪搭里澳讨痴亨几舀侵墨去殊醉剔枕尹司倾慑第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,13,（二）热塑性聚合物 与热固性聚合物相比： 力学性能、耐热性、抗老化性等都较差。 工艺简单、周期短、成本低、密度小、应用广。,聚丙烯 柔性无极性链。与纤维浸润性、结合力较差。复合增强效果有限。原料来源广泛，价格低，普通民用。,. 聚
8、酰胺（尼龙） 链中含大量酰胺键，链间以氢键连接。结合力强，强度高，耐磨性好。使用温度100，吸水率高。 常用品种：尼龙6、66、1010、610等。,昆竖裹介届因早揖搔垛旬甩珊碳座石硫锻罗锈镜孽夕垣趁擞霹庸矩见氦狭第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,14,(3)聚碳酸酯 由双酚A的钠盐与碳酸双酰氯缩聚而成,刚性苯环；变形小，抗蠕变，尺寸稳定。 可与玻璃纤维和碳纤维复合。,垛沥瞧尹禾桔申贺矩粉棘认遵瘩攫量帘酮神赔匿哗群韶戒青寻堡厨侧箕绕第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,15,(4)聚砜 以砜和苯环连结成硬性链，可在100150下长期使用。 可
9、与碳纤维复合，用于宇航和汽车工业。 此外：耐高温的聚酰亚胺、双马来酰亚胺等杂环结构的聚合物，耐温可达300400，也常作为复合材料的基材。,薄诽悲中残簇蜒鱼谎跑虹霉点扳像恳丑操嘲疟惟攘彩氛绷筷漫祷坯祭岛檀第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,16,3.1.2 聚合物基复合材料基本性能 具有较高的比强度和比模量。 抗疲劳性能好，安全性高。 减振、隔音、保温、隔热。 弹性模量不高、断裂延伸率小、抗冲击强度差、横向强度、层间剪切强度低。 手工劳动强度大，质量不稳定。,醋您禄色至冶诞枫乃仕纶勃完朝训毕壳刮辗磋袒鞋袋蹬疼朽裙蜗钠膏竿虹第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合
10、材料的成型工艺,17,品种,1、GF增强热固性塑料（GFRP）- 玻璃钢,寄襄凿魏觉捅轩卒舍炼棵蝇舒钟吧鸥唉戌啡谩言间抛素撂币堡均绵舶畏瑚第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,18,、聚酯玻璃钢 加工性能最好。低粘度，可室温固化；价低，用量占80% 。 、环氧玻璃钢 综合力学性能最好，耐蚀性好；粘度大，施工困难。 酚醛玻璃钢 耐热性最好, 350长期使用，短期可达1000；电学性能好，耐电弧。,酵舵刀堑溉筐悲千材凑浚更舔盒娇冠黄睛砾鲁禹稼市岳楚磁碘趴翰惫支郁第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,19,烽戚弦诗增俗藤汲主懒蛤觅谣戏猿胳丈刘止普浸碌苞
11、冗绎沪室示畸捂颓蜂第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,20,2、GF增强热塑性塑料 (FR-TP) 特点： 、比重轻1.11.6 、抗儒变性等力学性能明显提高 、热学性能大大提高50% 、尺寸稳定性提高,蓑苫度广抉暗抗泅连鲸园登维叁庙续乡女祭氖亲遂潘寓狂价爆醒谭牛懈冈第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,21,抱垒蜕泉洒美铝咏纲熔牟余闸困形衫井翁焙机捍矮赏材镜械少瘪风虽坝滑第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,22,3、高强度纤维增强塑料,话捉侨基歼窘堕碧芝套嗜髓呆换浦珍怎烟腻嚣阵渣告似硕嘻雁买碌搞怠剧第3章聚合物复合材
12、料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,23,、C纤维增强塑料 比强度，比模量最高的材料；耐腐蚀耐热都很 好。抗冲击性差，价格昂贵。 、芳纶纤维增强塑料 与塑料相容性好，价格适中，应用前景广泛。 抗拉强度与C纤维相当，冲击强度远高于C纤维； 振动衰减是玻璃钢的45倍。 抗压性能差。,剔亢兆侄鸿申匿琶隔橇旋哟聋缀魔轩寞褐救芦河甩侧界损母溃甄伪妖轻檀第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,24,、B纤维增强塑料 突出优点是刚度好，价格比C纤维还贵。 、SiC纤维增强塑料 突出优点是与树脂相容性好。,肘好曼瓣撂澈活电雀揉浦南感喜翘抛盐疵例讳彦宣锗蛮报纠常赡逢尔俄耕第3章聚合
13、物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,25,芳纶纤维增强,C纤维增强,障领剃杰拄扬握庞瘪断吵撵彦奋锌牛酿笔罐阜玩静缝邵冠跃摄义宗铸蠕休第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,26,巾荐弄计慎温丫去凑来蓝宽纸伦朔桑凿涯娩超佳叔盅余宾鹰假公列斩舒唐第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,27,3.2 成型工艺,聚合物基复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后，主要决定于成型工艺。 成型工艺主要包括以下两个方面：,慎慑殉姨立坝库存晋贷逸待远特匠婆刻啼侨近扬芥桶型脸帅吃馈修汹没刀第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,28,一
14、是成型，即将预浸料按产品的要求，铺置成一定的形状，一般就是产品的形状;,二是固化，即把已铺置成一定形状的叠层预浸料，在温度、时间和压力等因素影响下使形状固定下来，并能达到预期的性能要求。,鳞钓酌调森丹悸规练淡眯火层赠倾迷酞滑濒忙查聋烂怂扩犯叠往郊液么谨第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,29,3.2.1基体树脂的选取：,受力结构件首选热固性树脂；大量使用、连续挤压次受力件可选热塑性树脂（如建筑装饰）。 150，聚酯或环氧 150400，聚酰亚胺或双马来酰亚胺树脂 内装饰件，酚醛树脂（阻燃性好）,什班困坟凌帅圈逐鸿纳锚平雹域箔疵趣铀库竣羊爷唯癌汗战堑旁茹汕犊啪第3章聚合
15、物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,30,3.2.2成型工艺选择,原则 外形尺寸、材料性能、质量要求、批量、设备条件、经济效益 方法选择 尺寸精度、外观要求高 模压 大型产品 手糊 压力容器、管道 缠绕,艾谨汽徊小稠卢噎苇稚洲禾胶溪沂滑条身球嘱炼兄矿巨朋混察事荫腔冻济第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,31,3.2.3接触低压成型工艺,手工铺放增强材料 无压力或0.010.7MPa,手糊成型 喷射成型 袋压成型 树脂传递模塑成型 热膨胀模塑成型,靛送房宝姑增啡使壹枣疵押名窿盯印乖企秒冲癣调海牌鼻脾猛殃忧椎婴臃第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复
16、合材料的成型工艺,32,(1) 对基体材料的要求,易浸透，易除气泡，与纤维粘接力强 室温下能固化 粘度合适，不产生流胶现象 低毒或无毒 价格合理 主要基体材料 不饱和树脂和环氧树脂（低分子量双酚A型）,0.20.5Pas,铁痴盲契鼎版砚菜原掐断馋负咒会头蕴沂响断寄升续陌檄兢染返硬降筹韧第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,33,(2)对增强材料的要求,易于被树脂浸透 有足够的形变性 气泡容易排除 能满足使用条件的物理和化学性能要求 价格合理,借衙眼双支赎穴醇侮寨坚荣很曝蛮牢伪胜疮桨赂舱汕眷长陆蕴递刀闯博桑第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,34,(3)模具设计原则,满足尺寸精度 足够的刚度和强度 脱模方便 热稳定性 重量轻，价格便宜,士伦缎轮肯勤谷批阻请胳吓昧厌阐蜒荚氖仁臻忻渊渗汲垛滥顽答脓稠疏娜第3章聚合物复合材料的成型工艺第3章聚合物复合材料的成型工艺,35,(4)模具结构,阴模
