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最新12聚合物基复合材料汇总


交联成具有三向网络结构的体型大分子。
CO
O
2. 环氧树脂 环氧树脂:分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机 高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。
活性环氧基团可与多种类型的固化剂发生交联反应而形 成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
根据分子结构分类:
(1) 缩水甘油醚类 (2) 缩水甘油酯类
基本制造工艺:
底模的制作
不粘处理
手工铺层、涂抹
固化
脱模
手工成型法的特点:所用工具和工艺设备简单,成本 低,能用长纤维布或短纤维布,能适应各种形状产品的成型。 由于以人工为主,生产效率低,不易实行大量生产,仅适于 小数量产品的制造。
(2) 喷涂成型法 利用高压空气将树脂系统和短切纤维从喷枪上不同喷
SMC压缩成型法使用的原材料是SMC未固化的玻璃纤维 /树脂预制片。
SMC压缩成型法分两步实现:第一步是未固化的玻璃纤 维/树脂预制片的制作;第二步是SMC压缩成型。
SMC压缩成型法的特点:以未固化的玻璃纤维/树脂 预制片为原材料,生产工序大为减少,易于实现自动化, 易于大批量生产。
基本设备:压力机(液压机)和片材裁剪机。 成型过程:先将裁剪、计量好的SMC片材置放入预热 好的模型中,然后逐步加热、加压使预制片流动,直至充满 模型内部各处后,再加热、加压固化。
R O CH CH2 O
O R C O CH2 CH CH2
O
(3) 缩水甘油胺类 (4) 线型脂肪族类 (5) 脂环族类
R
N CH2 CH CH2
R'
O
RC HC HR ' C HC HR "
O
O
CH
CH CH
O
R
CH CH
CH O
CH
CH
3. 酚醛树脂
酚醛树脂——由酚与醛按一定的比例在酸性或碱性催化剂下 相互缩合而制成的。这种树脂在加热条件下,可转变成不溶 不熔的三向网状结构。一般常指由苯酚和甲醛经缩聚反应而 得的合成树脂。
HO
CH3 C CH3
O OC
n
聚碳酸酯
O
COn聚对苯二甲酸乙二醇酯
O
+ H OC H 2 C H 2 O H H OC
O CO H
12.2 聚合物基复合材料的制造技术
聚合物基复合材料的制造把复合材料的制造和产品的制 造融合为一体。
根据增强体和基体材料种类的不同,需要应用不同的制 造工艺和方法。
根据基具体有材线料型的或不支同链分型类结构:的 热固性一受树类热脂有软复机化合高(或材分熔料子化的化),制合冷物造却。方法:手糊成型法、喷涂成 型法、压缩成变型硬法,、可注重射复成进型行法、SMC压缩成型法、RTM 成型法(注射成型法)等。 热塑性复合材料的制造方法:压缩成型法、注射成型法、 RTM成型法、真空热压成型法、连续缠绕成型法等。
注射成型法的基本概念
基本制造工艺:
底模的制作
不粘处理
底模的紧固
注入纤维和树脂
固化
脱模
注射成型法的特点:易于实现自动化,易于实现大批生产。 注射成型法制造的产品的纤维含有量不高,一般(体积分数)为 20% ~ 50%,多数在20% ~ 40%之内。由于纤维和树脂的混合 物在模型内的流动引起纤维的排列,产品的强度分布不均匀。 注射机的注射口由于和纤维的摩擦易于磨损。
2. 压缩成型法 压缩成型法是将增强材料纤维和树脂等一起先放入底模,然
后加压、加热使之成型、固化的一种复合材料制造方法。
压缩成型法的基本概念 (a) 将纤维和树脂等放入底模 (b)加热、加压后成型
根据基体材料的不同,需采用不同的加压、加热过程;将 纤维和树脂等放入底模时,需要预成型(预成型机)
基本制造工艺:
SMC压缩成型法的基本概念 (a) 将SMC片材放入模型 (b) 加压,加热后
基本成型工艺: SMC的制作
12聚合物基复合材料
12.1.1 热固性树脂基复合材料 1. 不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯:含有非芳族的不饱和键,由不饱和二元羧酸或 酸酐、饱和二元羧酸或酸酐与多元醇缩聚而成的具有酯键 和不饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。
不饱和聚酯树脂:分子中的双键在引发剂作用下与可聚合的
乙烯类单体(交联剂)进行游离基共聚反应,使线型的聚酯分子
底模的制作
不粘处理
放入纤维和树脂
热压
固化
脱模
需要的设备:压力机(油压机或水压机等)、预成型 机、固化炉等
特点:可制造大型产品,含纤维量高的产品、高强 度产品,短纤维增强复合材料用得较多。
3. 注射成型法 注射成型是先将底模固定、预热、然后利用注射机械在
一定的压力条件下,通过一注入口将纤维和树脂等一起挤压 入模型内使之成型。
4. SMC压缩成型法 SMC是Sheet Molding Compound的缩写,是指经过热固
性树脂浸渍后的、未固化的玻璃纤维/树脂预制片。一般有三 种预制片:短纤维随机分布的预制片,短纤维单方向分布的 预制片,长纤维单方向分布的预制片。纤维含量(体积分数) 30% ~ 70%,预制片的厚度一般在5 ~ 10 mm之间。
1. 手糊成型法和喷涂成型法
(1) 手糊成型法 聚合物基复合材料制造的最基本的方法。多用于玻璃纤维/
聚酯树脂复合材料的产品制造。如浴缸、船艇、房屋设备等。 在根据产品的形状制造的底模上,先涂一层不粘胶或铺一层
不粘布或不粘薄膜等,然后铺一层玻璃纤维布,再用刷子或滚 轮等工具将树脂涂抹在玻璃纤维布上,使树脂均匀地渗透在玻 璃纤维布里。重复此过程直到达到产品要求的厚度。然后将铺 层完成后的制品送进固化炉实现固化。
嘴同时喷出并沉积在模具面上,室温固化成型得到制品。 使用的主要工具是一杆能自动切断纤维并喷出切断的短纤 维和树脂的自动化喷枪。
基本制造工艺:
底模的制作
不粘处理
喷涂积层
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
固化
脱模
喷涂成型法省略了人工铺层涂抹的过程,易于实现自动控 制生产,可成型较为复杂形状的制品,但仅适用于制造短纤 维增强复合材料制品,且需要专门的喷射机,施工中材料浪 费较大。
OH 苯酚
O HCH
甲醛
12.1.2 热塑性树脂基复合材料
热塑性树脂——具有线型或支链型结构的一类有机高分子化 合物,受热软化(或熔化),冷却变硬,这个过程可反复进行。
CH2 CH2 n
聚乙烯
CH2 CH n CH3
聚丙烯
CH2 CH n
CH2 CH Cl
聚氯乙烯
聚苯乙烯
CH2 O n
聚甲醛
O H OC H 2C H 2 OC
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