文档介绍：玻璃纤维纱工艺
纤维增强环氧树脂复合资料成型工艺
一、序言
对比传统资料,复合资料拥有一系列不行代替的特征,自二次大占以来发展很快。只管产量小(据法国Vetrotex企业统计,2003年全世界复合资料
700万吨),但复合资料的水平已经是权衡一个国家或地域科技、经济水平的标记之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全世界产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合资料、俗称
“玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国
2003年为169万吨,日本不足70万吨)。
复合资料主要由增强资料与基体资料两大多数构成:
增强资料:在复合资猜中不构成连续相赋于复合资料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强资料。
基体:构成复合资料连续相的单调资料如玻璃钢(GRP)中的树脂(本文谈到的环氧树脂)就是
基体。 y
按基体资料不一样,复合资料可分为三大类:
树脂复合资料
金属基复合资料
无机非金属基复合资料,如陶瓷基复合资料。
本文议论环氧树脂基复合资料。
1、为何采纳环氧树脂做基体?
固化缩短率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%;
粘结力强;
B阶段,有益于生产工艺;可低压固化,挥发份甚低;
固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能优秀。
值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯势力脂为佳,然耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差。
2、环氧玻璃钢性能(按 ASTM)
FW(纤维环绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。
1GF/EPR与钢的性能比较
玻璃含量GF/EPR(玻纤含量80wt%)AISI1008冷轧钢
相对密度
%%曲折强度
曲折模量
压缩强度悬臂冲击强度2385J/m焚烧性(UL-94)V-O
比热容 535J/kg?k233J/kg?k
膨胀系数××10-6k-1热变形温度204oC()
热导率??k介电强度×106V/m
吸水率 %(24h)
2几种常用资料与复合资料的比强度和比模
量
资料名称密度g/cm3拉伸强度×104MPa弹性模量×106MPa比强度×106cm比模量×109cm
玻璃钢碳纤维/环氧树脂碳纤维/环氧树脂芳纶纤维/环氧树脂硼纤维/环氧树脂硼纤维/铝
二、纤维增强环氧树脂复合资料成型工艺简介
1、手糊成型 (handlayup)
1)纲要挨次在模具表面上施加脱模剂
胶衣
一层粘度为的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝固后)
一层纤维增强资料(玻纤、芳纶、碳纤维 ......),
纤维增强资料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强资料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作频频多次,直抵达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反响,常温固化。可加热加快固化。
2)原资料FgbNG^
树脂不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维玻纤、碳纤、芳纶等。固然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材随意。
(3)长处
1)适合少许生产;
2)可室温成型,设施投资少,模具折旧费低;
3)可制造大型制品和型状复杂产品;
4)树脂和增强资料可自由组合,易进行资料设计;
5)可采纳增强筋局部增强,可嵌入金属件;
6)可用胶衣层获取拥有自由色彩和光彩的表面
(如开模成型则一面不光滑);
7)玻纤含量较发射成型高。
无捻粗纱布 50%左右
织物35%-45%
短切原丝毡 30%-40%
(4)弊端
1)属于劳动密集型生产,产质量量由工人训练程度决定;;
2)玻纤含量不行能太高;树脂需要粘度较低才
易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;
3)手糊用树脂分子量低;往常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游玩设施、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传达成型(RTM)
(1)纲要
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强资料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后翻开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,一定让树脂充满模腔,压力促进树脂迅速传达到模个内,浸渍纤维资料。
RTM是一低压系统,-,当制造高纤维含量(体积比超出
50%)的制品,如航空航天用零零件时,压力甚至达。
纤维增强资料有时可早先在一个模具内预成型大概形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。为了提升树脂浸透纤维能力,可选择真
空