第6章聚合物基复合材料成型工艺第6章聚合物基复合材料成型工艺6.1概述聚合物基复合材料的制备大致可以分为4个步骤聚合物基复合材料的工艺特点（1）材料的形成与制品的成型是同时完成的该特点可实现大型制品一次整体成型，简化制品结构，并且减少组分零件和联接零件的数量，因而减轻制片质量，降低工艺消耗和提高结构件使用性能（2）复合材料的成型比较方便复合材料基体及增强材料的特点，可使得一些复合材料用廉价简易设备和模具，不用加热和加工工艺的方法，由原材料直接成型出大尺寸的制品。一种复合材料可以采用多种方法成型，选择成型方法可根据制品结构的特点、用途、生产量、成本以及生产条件的综合资料考虑，选择最经济和最简便的成型工艺复合材料制件的设计过程二、成型工艺种类三、成型工艺的选择6.2各种成型工艺方法简介1)脱模剂、胶衣和纤维布特点二、原材料选择2.树脂1.原材料准备2）增强材料准备2）增强材料准备玻纤布裁剪2.糊制2）增强层3.固化（凝胶-----定型-----熟化）4.脱模：气脱、顶脱、水脱1.胶衣起皱、龟裂、变色2.制品收缩3.制品翘曲和变形符合制品尺寸、精度、外观要求足够的刚度、强度、热稳定性较小的热容量，有效利用热能；与制品热膨胀系数匹配质量轻，便于搬运，维护方便①木材；②石膏；③水泥；④石蜡；⑤泡沫塑料（不脱模内芯）；⑥可溶性盐（AlPO4（60~70%）+NaCO3（30~40%）+NaBO2（5~8%）），80℃溶于水；⑦低熔点金属58%Bi+42%Sn，熔点135℃；⑧玻璃钢⑨金属：钢材、铸铝，不能用铜（铜盐可妨碍树脂固化）单模1.脱模剂2.隔离材料（保护复合材料不受污染）：PVC、PA薄膜图4-5手糊玻璃钢制品举例袋压成型1.过程X-39机翼二、压力袋成型三、真空袋-热压罐成型2.工艺过程真空封装材料的铺层顺序加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料加压时机：粘流态与高弹态区间加压太早：树脂流失过多加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密流动模型：树脂流动特性热化学模型：树脂体系吸热、放热过程空隙模型：成型缺陷内应力模型：收缩应力、热应力4.工艺参数1.定义3.工艺流程2）确定工艺参数B.压力3）预热和预成型一、工艺流程3）组合4）热压二、工艺参数1.过程1.定义3.工艺流程4.工艺控制第6章聚合物基复合材料成型工艺第6章聚合物基复合材料成型工艺1.定义RTM成型工艺流程4.工艺参数5.对树脂工艺性要求树脂膜熔渗工艺（resinfilminfusion,RFI）3.特点注射成型注射成型1.定义FilamentWinding2.分类3.缠绕规律（导丝头与芯模之间相对运动的规律）3.缠绕规律（导丝头与芯模之间相对运动的规律）2）纵向缠绕3）螺旋缠绕（测地线缠绕）芯模绕轴匀速转动，导丝头沿芯模轴向往返运动。缠绕筒身和封头4.工艺过程（湿法）缠绕成型工艺制备的制品拉挤成型1.工艺过程FigureextraSchematicillustrationofthepultrusionprocess.(b)挤拉成型工艺特点：树脂：不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、ABS、PA、PC纤维：无捻玻纤初纱、连续纤维毡、碳纤、芳纤、双向或三向织物将纤维和树脂置于旋转模内表面，借助模具转动的离心力将物料压紧，并排除其中的空气，固化后得到产品。复合材料固化=树脂固化树脂固化度的测定NCO-C6H3CH3-NCO温度、时间、压力1）温度---台阶式固化2）压力-加压时间二、固化工艺参数的确定确定固化过程的反应参数的方法1）从未凝胶玻璃态到粘流态流动峰2）从黏流态到树脂凝胶点由不同升温速率下的DSC曲线的放热特征峰（峰开始的温度Ti、峰顶温度Tp、峰终温度Tf），外推到0升温速率的放热峰Ti、Tp、Tf,以此确定固化台阶温度。加压时机的确定（一般在快凝胶的时候开始加压）3）从凝胶点经高弹态到玻璃态凝胶化作用对阻尼的贡献树脂固化体系三T状态4）玻璃态内的固相反应1.过程2.体积变化3.影响固化收缩的因素4.内应力本章习题