毕业设计报告(论文)
报告(论文)题目：聚合物基复合材料手糊成型工艺
作者所在系部：材料工程系
作者所在专业：高分子材料应用技术
作者所在班级： 07841 作者姓名：赵向男
作者学号： 20073084128 指导教师姓名：彭燕
完成时间： 2010年5月25日
北华航天工业学院教务处制
随着社会科技与经济的飞速发展，复合材料在国内外有很大的应用与发展，并且在各个领域占据了越来越重要的地位。复合材料的成型工艺方法很多，本文着重介绍手糊成型工艺方法的特点、工艺流程以及成型过程中遇到的问题和解决方法等。
关键字：复合材料手糊成型工艺流程。
Along with the social economy and the rapid development of science and technology, composite materials at home and abroad, has great development and application in different fields and occupy a more and more important role. Composites forming process, this paper introduces many methods to hand lay-up molding method, process and molding process problems and solving methods.
Key words: composite materials molding paste hand process.
目录
摘要................................................................ I Abstrct ........................................................... I I
前言聚合物基复合材料的应用与发展 (1)
1.1复合材料的定义 (1)
1.2复合材料的分类 (1)
1.3聚合物基复合材料的应用与发展 (1)
1.3.1复合材料在航空航天工业中的应用与发展 (1)
1.3.2在交通运输方面的应用 (2)
1.3.3在建筑工业中的应用 (3)
1.3.4在电子工业中的应用 (3)
1.3.5在其他方面的应用 (3)
1.4复合材料成型工艺 (3)
1.5本文研究方向 (5)
第二章复合材料手糊成型工艺 (6)
2.1手糊成型工艺定义 (6)
2.2手糊成型工艺方法分类 (6)
2.3手糊成型工艺特点 (6)
2.4手糊成型工艺原材料 (6)
2.4.1 选用的原材料必须满足的要求： (6)
2.4.2 手糊成型工艺的原材料 (7)
2.5手糊成型工艺流程 (14)
第三章影响手糊成型制品质量的因素 (17)
3.1施工人员因素 (17)
3.2施工工艺的影响 (17)
3.3原材料的影响 (18)
4.4含胶量的影响 (19)
3.5施工环境的影响 (19)
第四章手糊成型工艺中常见的缺陷及解决方法 (21)
4.1气泡 (21)
4.2流胶 (21)
4.3分层 (21)
4.4裂纹 (21)
结论............................................... 错误！未定义书签。致谢 (23)
参考文献 (24)
前言聚合物基复合材料的应用与发展
1.1复合材料的定义
复合材料（Composite Materials）,一词大约出现在20世纪50年代，由于其具有高度的复杂性多样性存在着多种颇为严格的定义，国内最权威的是两院院士师昌绪给出的比较全面完整的定义，这个定义的叙述是：“复合材料是有有机高分子，无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组分材料的主要特色，又通过复合效应而获得原组分所不具备的性能，与一般材料的简单混合有本质的区别。”
1.2复合材料的分类
复合材料的分类方法很多。
根据基体材料类型分类，有①金属基复合材料；②无机非金属基复合材料；
③聚合物基复合材料。无机非金属基复合材料中最重要的是陶瓷基复合材料和碳基复合材料如碳/碳复合材料。在聚合物基复合材料中，又有热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料，以及单组分聚合物基复合材料和共混聚合物基复合材料之分。
根据分散相的形态分类，有①连续纤维增强复合材料；②纤维织物、编织体增强复合材料；③片状材料增强复合材料；④短纤维或晶须增强复合材料；⑤颗粒增强复合材料；⑥纳米增强复合材料。
根据增强纤维的类型分类，有①碳纤维复合材料；②玻璃纤维复合材料；③有机纤维复合材料；④硼纤维、碳化硅复合材料；⑤混杂纤维复合材料等。
本文主要介绍聚合物基复合材料的应用与发展。
1.3聚合物基复合材料的应用与发展
聚合物基复合材料是一种新型材料，轻质、高强、高模、抗断裂、耐疲劳，对国防工业尤其是航空航天工业特别重要，在国民经济其他工业部门也获得越来越多的应用。
1.3.1复合材料在航空航天工业中的应用与发展
不久前，碳纤维复合材料只能在军用飞机上用作主结构，但是，由于技术发展的进步，先进复合材料已开始在民航客机上也应用作主结构，如机身、机翼等。
[1]目前，复合材料技术已成为影响飞机发展的关键技术之一，逐渐应用于飞机等结构的主承力构件中，西方先进战斗机上复合材料使用量已达结构总重量的25%以上。飞机结构中，复合材料最常见的结构形式有板壳、实体、夹层、杆梁等结
构。板壳结构如机翼蒙皮，实体结构如结构连接件，夹层结构如某些薄翼型和楔型结构，杆梁结构如梁、肋、壁板。
在航空工业先进国家，树脂基复合材料的总体发展水平很好地满足了当代最新型飞机的相应需求。尤其对于军用飞机而言，树脂基复合材料结构的设计和制造技术已经达到成熟的工程化应用水平。表1给出树脂基复合材料在军用飞机上的一些典型用例。[2]
表1 树脂基复合材料在军用飞机上的一些典型用例
复合材料在航天上主要应用于固体火箭发动机燃烧室绝热壳体结构，导弹和运载火箭的间段结构、液氢储箱结构、仪器舱结构，导弹和卫星整流罩结构，导弹防热材料以及卫星的各种结构。航天结构材料也经历了从金属到玻璃钢再发展到ACM的阶段，典型的例子是固体发动机的壳体。
1.3.2在交通运输方面的应用
复合材料在汽车、火车、轮船等交通工具中的应用已有半个多世纪的历史，复合材料的产品逐年增加，交通运输业的用量所占比例一直最大。汽车制造业中，主要使用玻纤增强塑料（热固性和热塑性塑料）用作车身、发动机室内零部件、车顶和进气路管；碳纤维复合材料近年来也日益增多的用于汽车上，主要用作车身外板、车门、进气路管和活门盖等。
1.3.3在建筑工业中的应用
建筑业是聚合物复合材料最大的消费行业之一。多年来，未增强聚合物复合材料一直用于建筑行业空载轴承应用领域，如：辅料、厨房用具、浴室、覆盖层等其他方面。过去十年间，人们一直致力于将增强聚合物复合材料（PRC）应用到建筑业中的承载应用领域。一般来讲，RPC材料的潜在优势包括以下几个方面：高强度、高刚度、裁剪的耐久性、良好的疲劳性能、多方面用途装配功能以及较低的维护成本。因此，调查显示增强聚合物复合材料主要应用于翻修、式样翻新、混凝土的替代增强物等领域；在个别情况下，应用于整个纤维复合材料结构中。
1.3.4在电子工业中的应用
电子工业是近20年来迅速发展的高技术产业，电子功能材料是电子元器件和电子装备的基础和支撑，广泛应用在电子行业的各个领域。随着电子元器件制造技术的飞跃进步，电子产品正向小型轻量薄型化、高性能化、多功能化的方向发展，进而推动电子材料的不断进步。用复合材料制作的电子功能材料种类很多，最具代表性的是印刷线路板基板材料。作为连接和支撑电子器件的印刷线路板，它应用在众多的电子产品中，是必不可少的部件。复合材料在电子工业中的另一大类应用是制作各种天馈线，包括反射面和天线罩，还有馈源、波导等高频部件。
[4]
1.3.5在其他方面的应用
在造船工业中，复合材料用于生产各种工作艇、渔船、交通船、摩托艇、救生艇、游船、军用的扫雷艇及潜水艇等。
在防腐设备中，复合材料特别是玻璃钢具有较高的耐化学介质腐蚀性，为化工防腐提供了新材料。用玻璃钢制造的化工腐蚀设备，主要有大型的储槽、容器，传质用各种管道、弯头、三通、管接头等配件，通风管道，咽痛，风机，泵，阀门等。
复合材料还应用于体育用品中的各种体育器材，如撑杆、弓箭、赛车、滑板、赛艇、皮艇、划桨等。
在农渔业方面用于蔬菜、花卉、水产养殖、养鸡、养猪等各种温室，以及粮仓、饲料仓、化粪槽、水渠、喷雾器、花盆、牛奶运送车、粪便运输车等。1.4复合材料成型工艺
复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料的应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，其老成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20余种，适应着热固性和热塑性复合材料制品的生产。
常见的复合材料成型方法有：
（1）喷射成型工艺；
喷射成型时通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到开模表面，经辊压、固化制取复合材料制件的方法。其模具的准备与材料准备等与手糊成型基本相同，主要改革是使用一台喷射设备，将手工裱糊与叠层工序变成了喷枪的机械连续作业。
喷射成型一般将分装在两个罐中的混有引发剂的树脂和促进剂的树脂，由液压泵或压缩空气按比例输送从喷枪两侧(或在喷枪内混合)雾化喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上。待沉积到一定厚度，用手辊滚压，使纤维浸透树脂、压实并除去气泡，再继续喷射，直至完成坯件制作，最后固化成型。
（2）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）
树脂传递模塑（resin transfer moulding,RTM）是从湿法铺层和注塑工艺中演变而来的一种新的复合材料成型工艺。它是一种适宜多品种、中批量、高质量复合材料制品的低成本技术。由于不采用预浸料从而大大降低了复合材料的制造成本。制造预浸料需要昂贵的设备投资，操作的技术含量又相当高；为防止树脂的反应又常常需要将预浸料存放于低温条件，因此成本相当高。采用树脂传递模塑工艺时，只需要将形成结构件的相应纤维按一定的取向排列成预成型体，然后向毛坯引入树脂，随着树脂固化，最终制成复合材料结构件。
（3）袋压法（压力袋法）成型；
袋压成型包括真空袋、压力袋和真空袋-热压罐成型法。它是借助成型袋与模具之间抽真空形成的负压或袋外施加压力，使复合材料坯料紧贴模具，从而固化成型的方法。袋压成型的最大优点是，仅用一个模具，就可以得到形状复杂、尺寸较大、质量较好的制件，也能制造夹层结构件。
下图为真空袋成型的示意图。
（4）手糊成型工艺；
手糊（也叫裱糊、层贴）成型是以手工业为主成型复合材料制件的方法。手糊成型工艺的最大特色是以手工操作为主，适于多品种、小批量生产，且不受制品尺寸和形状的限制。
其他成型技术还有：液压釜法成型技术、热膨胀模塑法成型技术、夹层结构成型技术、模压料生产工艺、ZMC模压料注射技术、模压成型工艺、层合板生产技术、卷制管成型技术、纤维缠绕制品成型技术、连续制板生产工艺、浇铸成型技术、拉挤成型工艺、连续缠绕制管工艺、编织复合材料制造技术、热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺、注射成型工艺、挤出成型工艺等。
视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。
复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点：
（1）材料制造与制品成型同时完成
一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在造反材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。
（2）制品成型比较简便
一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此，用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。[4]
1.5本文研究方向
本文着重介绍聚合物基复合材料的手糊成型工艺。主要包括手糊成型的原材料、工艺流程、影响制品的因素、制品容易产生的缺陷及解决办法。
第二章复合材料手糊成型工艺
2.1手糊成型工艺定义
手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。
2.2手糊成型工艺方法分类
手糊成型分湿法和干法两种：
湿法是将增强材料（布、带、毡）用含或不含溶剂胶液直接裱糊，其浸渍和预成型过程同时完成。湿法手糊成型的具体工艺过程是：先在模具上涂一层脱模剂，然后将加入固化剂的树脂混合料均匀涂刷一层，再将纤维增强织物（按要求形状尺寸裁剪好）直接铺设在胶层上，用刮刀、毛刷或压辊迫使树脂胶液均匀地浸入织物，并排除气泡，待增强材料被树脂胶液完全浸透之后，再涂刷树脂混合液，再铺贴纤维织物，重复以上步骤直至完成制件糊制，然后再固化、脱模、修边。目前约50%的玻璃钢制品是采用湿法手糊工艺制造的。
干法手糊成型则是采用预浸料按铺层序列层贴预成型，将浸渍和预成型过程分开，获预成型毛坯后，再用模压或真空袋—热压罐的成型方法固化成型。干法手糊成型的具体工艺过程是：用预浸料为原料，先将预浸料（布）按样板裁剪成坯料，铺层时加热软化，然后再一层一层地紧贴在模具上，并注意排除层间气泡，使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。2.3手糊成型工艺特点
优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。
缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。
2.4手糊成型工艺原材料
2.4.1 选用的原材料必须满足的要求：
1、产品设计的性能要求
2、手糊成型工艺要求
3、价格便宜、材料容易取得
2.4.2 手糊成型工艺的原材料
（1）基体材料
复合材料是由增强材料和基体材料组成的，在复合材料的成型过程中，基体经过一系列物理的、化学的、和物理化学的复杂变化过程，与增强材料复合成为具有一定形状的整体。因此，基体材料的性能直接影响复合材料的性能，复合材料的成型方法与工艺参数的选择，主要由基体的工艺性决定。
基体材料的基本组分及其作用：
1）聚合物基体树脂
聚合物是基体的主要组分，它对复合材料的技术性能、成型工艺及产品的价格等都有直接的影响。用作复合材料的合成树脂首先要具有较高的力学性能、介电性能、耐热性能、和耐老化性能，并且要施工简单，有良好的工艺性能。
目前国内大部分手糊制品均用不饱和聚酯树脂，其次是环氧树脂。
Ⅰ不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯树脂是制造玻璃纤维复合材料的一种重要树脂。在国外，聚酯树脂占玻璃纤维复合材料用树脂总量的80%以上。
a.不饱和聚酯树脂定义
一般由不饱和二元酸和二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是190~220℃进行，直至达到预期的酸值（或粘度），在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。
b.不饱和聚酯树脂分类
根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型、乙烯基酯型等；根据其性能可分为通用型、防腐型、自熄型、耐热型、低收缩型等；根据其主要用途可分为玻璃钢用树脂与非玻璃钢用树脂两大类。
c.不饱和聚酯树脂性能特点
①工艺性能优良。这是不饱和聚酯树脂最大的优点。可以在室温下固化，常压
下成型，工艺性能灵活，特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。
②固化后树脂综合性能好。力学性能指标略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂。
耐腐蚀性、电性能和阻燃性可以通过选择适当牌号的树脂来满足要求，树脂颜色浅，可以制成透明制品。
③品种多，适应广泛，价格较低。
④缺点是固化时收缩率较大，贮存期限短，含苯乙烯，有刺激性气体，长期接
触对身体健康不利。
d.不饱和聚酯树脂的物理性质
不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11~1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下：
①耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃，一些耐热性
好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α1为（130~150）×106 ℃。
②力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等力学性能。
③耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶
剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同，可以有很大的差异。
④介电性能。不饱和聚酯树脂的介电性能良好。
e.不饱和聚酯树脂的化学性质
不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物，在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键，而在大分子链两端各带有羧基和羟基。
主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应，使不饱和聚酯树脂从可溶、可熔状态转变成不溶、不熔状态。
主链上的酯键可以发生水解反应，酸或碱可以加速该反应。若与苯乙烯共聚交联后，则可以大大地降低水解反应的发生。
在酸性介质中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介质的侵蚀；在碱性介质中，由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子，水解成为不可逆的，所以聚酯耐碱性差。
聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物（MgO、CaO等）反应，使不饱和聚酯分子链扩展，最终有可能形成络合物。分子链扩展可使起始粘度为0.1~1.0Pa·s粘性液体状树脂，在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上，直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。树脂处于这一状态时并未交联，在合适的溶剂中仍可溶解，加热时有良好的流动性。
Ⅱ环氧树脂
a.环氧树脂定义
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧集团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们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。
b.环氧树脂分类
环氧树脂的品种很多，根据它们的分子结构，大体上可以分为5大类：
①缩水甘油醚类
②缩水甘油酯类
③缩水甘油胺类
④线形脂肪族类
⑤脂环族类
c.环氧树脂的性能和特性
①形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形
式提出的要求，其范围可以从极低的黏度到高熔点固体。
②固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温
度范围内固化。
③黏附力强。环氧树脂中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质
具有很高的黏附力。环氧树脂固化时收缩率低也有助于形成一种强韧的、内应力较小的黏合键。由于固化反应没有挥发性副产物放出，所以在成
型时不需要高压或除去挥发性副产物所耗费的时间，这就更进一步提高
环氧树脂体系的黏结强度。
④收缩率低。环氧树脂不同于别的热固性聚合物，它的固化过程中不产生
副产物，且在液态时就有高度缔合，固化是通过直接加成进行的，故收
缩率小。对于一个未改性的体系来说，其收缩率小于2%，而一般酚醛和
聚酯树脂的固化则产生相当大的收缩。
⑤力学性能。固化后的环氧树脂体系具有良好的力学性能。
⑥电性能。固化后的环氧树脂体系在宽广的频率和温度范围内具有良好的
电性能，它们是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘
材料。
⑦化学稳定性能。固化后的环氧树脂具有很大的化学稳定性，在固化的环
氧体系中，苯环和脂肪羟基实际上不易受碱的侵蚀，而且极耐酸。
⑧尺寸稳定性。上述许多性能的综合，使固化环氧树脂体系具有突出的尺
寸稳定性和耐久性。
⑨耐霉菌。固化环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使
用。[5]
2）辅助剂
为了改进树脂的工艺性能，固化后制品的性能，或者为了降低成本，需要在
基体配方中加入适当的辅助剂，常用的辅助剂有以下几种。
Ⅰ固化剂、引发剂与促进剂。
环氧树脂本身是热塑性线性结构，必须用固化剂使它交联成网状结构大分子，成为不熔的固化产物。不饱和聚酯树脂的固化在加热条件下采用引发剂，或者在室温条件下使用引发剂和促进剂固化的办法来进行。
Ⅱ稀释剂。
室温下黏度是基体的一项重要工艺性指标，为了降低树脂黏度以符合工艺要求，需在树脂中加入一定量的稀释剂，稀释剂一般分为非活性和活性两大类。
非活性稀释剂不参与树脂的固化反应，通常在浸胶后都要经过烘干过程，将大部分稀释剂除去。常用的非活性稀释剂有丙酮、乙醇、甲苯和苯等，用量一般为树脂质量的10%~60%。许多酚醛和环氧树脂黏度较大，常需要加入非活性稀释剂。
当基体树脂不允许加入挥发性物质时，为了降低黏度，可加活性稀释剂，它参加树脂的固化反应，成为网状结构的组成部分，它的选择和用量取决于稀释剂的结构和树脂类型。
不饱和聚酯树脂的交联剂（如苯乙烯、乙烯衍生物等）的用量可以调整树脂的黏度，因此，这类树脂的交联剂可以起活性稀释剂作用，一般不另加稀释剂。环氧树脂中加入单环氧基或多环氧基低黏度化合物，可以起活性稀释剂作用。
Ⅲ增韧剂、增塑剂。
为了降低固化后树脂的脆性，提高冲击强度而加入的组分叫增韧剂或增塑剂。常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯（如二丁酯、二辛酯）、磷酸酯等，它们不参与固化反应，只起降低交联密度导致刚性下降的作用，同时又导致强度和耐热性下降。增韧剂多为线形聚合物，带有活性基团，直接参加固化反应，如在环氧树脂中加入聚酰胺、聚硫橡胶、羧基丁腈橡胶和聚酯等，在酚醛树脂中加入丁腈橡胶等。增韧剂在不降低树脂的强度情况下提高韧性，有的还可以不降低树脂的耐热性。
Ⅳ触变剂。
在手糊成型工艺中，糊制大型制品时，特别是垂直面，常发生树脂下流现象，影响制品的质量。为了消除这一弊病，常在树脂中加入一定量的触变剂，它能提高基体在静止状态下的黏度，在外力作用下，如搅拌时，变成流动性液体，因而适用于涂刷大型制件，尤其在垂直面上使用。常用的触变剂有活性二氧化硅（白炭黑），加入量一般为1%~3%，在手糊工艺中用的胶衣树脂中，一般都加有触变剂。
Ⅴ填料。
树脂中加入一定量的填料，能改变其性能、降低成本，如树脂中加入一定量的填料能增加树脂的黏度，改变其流动特性，降低树脂固化时的收缩以及增加表面硬度等。
Ⅵ颜料。
为了制造彩色的复合材料制品，必须在树脂中加入一定量的颜料或染料。常用颜料的用量为树脂的0.5%~5%。对于所使用颜料应满足下列要求：a.颜色鲜明，有耐热性和耐光性；b.在树脂中分散性良好，不妨碍树脂的固化；c.不影响制品的性能；d.来源方便，价格低廉。
（2）增强材料
复合材料组分之一是增强材料或增强剂，其主要功能是显著提高基体材料的机械性能，即赋予复合材料的高强度和高模量等力学性能。
1）手糊成型的增强材料要求易被树脂浸润，并有一定的可变性能，主要有以下几种形式。
Ⅰ无捻粗纱布即方格布是手糊成型的主要增强材料。它变形性好、易被树脂浸透，增厚效率高，能提高玻璃钢的抗冲击能力，易排除气泡。厂家多，货源足，规格品种齐全，厚度0.1~0.8mm，价格低。
Ⅱ加捻布。有平纹布、斜纹布、缎纹布，和单向布等，厚度有0.05mm、0.1mm、0.2~0.6mm，表面一般含蜡。用加捻布制作的玻璃钢，表面平整、气密性好，但价格贵，不易浸透树脂，增厚效果差。
Ⅲ玻璃布带。用于加强型材和特殊部位。
Ⅳ短切毡。短切毡分无碱玻纤短切毡和中碱玻纤短切毡两种。短切毡对树脂浸透性最好，气泡容易排除，变形性好，施工方便，制品的含胶量高（60%~80%），所以防渗效果好，在防水制品、耐腐蚀制品中作为防渗漏层被大量采用。
Ⅴ短切纤维。用于填充死角。
Ⅵ表面毡。表面毡用于表面富树脂层。表面毡是用直径10~20μm的单丝随机交替铺成，很薄。
2)增强材料的种类：
Ⅰ玻璃纤维
a.玻璃纤维定义
玻璃纤维是用熔融玻璃制成的极细的纤维，具有不燃、耐高温、电绝缘、拉伸强度高、化学稳定性好等优良性能。
b.玻璃纤维成分
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料。成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、
拉丝、络纱、织布等工艺最后形成各类产品。玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20~1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。
c.玻璃纤维分类
①按化学组成分：有碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、低碱玻璃纤维、微碱玻璃纤维。
②按纤维使用特性分：普通玻璃纤维、电工用玻璃纤维、高强型玻璃纤维、高模量型玻璃纤维、耐化学药品玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、低介玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、石英玻璃纤维。
③按产品特点分：按纤维长短可分为定长纤维和连续纤维；按纤维直径大小可分为粗纤维、初级纤维、中级纤维、高级纤维；按纤维外观可分为连续纤维（无捻粗纱、有捻粗纱）、短切纤维、空心玻璃纤维、磨细纤维和玻璃粉。
d.玻璃纤维的性质
①力学特性
玻璃纤维的拉伸应力—应变关系。玻璃纤维直到拉断前其应力—应变关系为一条直线，无明显的屈服、塑性阶段，呈脆性材料特征。
玻璃纤维的拉伸强度较高，但模量较低。直径10μm以下的玻璃纤维拉伸强度可达1000MPa以上；直径5μm以下的可达2400MPa以上。此数据不仅超过了天然及合成纤维的强度，同时也超过了普通钢材的强度。其强度比块状玻璃的拉伸强度40~100MPa高出许多倍，是因为玻璃拉制成极细的纤维后缺陷减少之故。
玻璃纤维强度的分散性较大。当纤维组分一定时，玻璃纤维表面及内部的缺陷含量取决于生产工艺过程的控制。
玻璃纤维强度受湿度影响。吸水后，湿态强度下降。
玻璃纤维的拉伸模量较低，约为70GPa,与纯铝的模量相近，只有普通钢材的1/3，这是玻璃纤维的主要缺点之一。
②热性能
玻璃纤维是无定形无机高聚物，其力学性能与温度的关系类似无定形有机高
聚物，存在T
g 、T
f
两个转变。由于T
g
较高，约600℃，且不燃烧，所以相对聚
合物基体来讲，耐热性好。可见，玻璃钢的耐热性主要取决于树脂基体的耐热性。
玻璃纤维的导热系数低，在20~200℃范围内为0.86kcal/(m·h·℃),而铝合金的为108~144 kcal/(m·h·℃)，故具有良好的绝热性能。
玻璃纤维的热膨胀系数较低。
③耐介质性能
一般来说，玻璃是一种优良的耐腐蚀材料，除了氢氟酸外，对酸、碱、盐及有机
溶剂都具有较好的耐腐蚀能力。玻璃纤维由于表面积增大，故其耐腐蚀性比块状玻璃差。
⑤电性能
电绝缘性好。玻璃纤维的体积电阻率为1011~1018Ω·cm，所以玻璃钢很大一部分是用作绝缘材料。
良好的高频介电性能。玻璃纤维的介电常数较小，介质损耗很低，具有良好的高频介电性能。玻璃钢可用作雷达罩，微波天线的天线罩。
Ⅱ碳纤维
a.碳纤维定义
碳纤维是由有机纤维如黏胶纤维、聚丙烯腈纤维或沥青纤维在保护气氛下热处理碳化成为含碳量90%~99%的纤维。它不仅具有碳材料的固有本质特性，又兼有纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强材料。
b.碳纤维成分
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
c.碳纤维分类
①按先驱体纤维原料类型可分为聚丙烯腈碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维、气相生长碳纤维；
②按碳纤维的制造方法不同可分为碳纤维、石墨纤维、氧化纤维、活性碳纤维和气相生长碳纤维；
③按纤维力学性能可分为通用级碳纤维和高性能碳纤维。
④按碳纤维的应用领域可分为商品级碳纤维和宇航级碳纤维。
⑤按碳纤维的功能可分为受力结构用碳纤维、耐焰火碳纤维、活性碳纤维、导电用碳纤维、润滑用碳纤维、耐磨用碳纤维、耐腐蚀用碳纤维。
d.碳纤维的性能
①力学性能
碳纤维的强度高、模量大。由于密度小，所以具有较高的比强度和很高的比模量。
碳纤维的脆性很大，冲击性能差。
②物理性能
碳纤维的耐高低温性能好，导热性能好，与树脂黏结性能差。
③化学性能
碳纤维在空气中，200~290℃就开始发生氧化反应，当温度高于400℃时出
的形式从其表面散失。所以碳纤维在空气下的现明显的氧化，氧化物以CO、CO
2
耐热性比玻璃纤维差。
碳纤维除了能被强氧化剂如浓硝酸、次氯酸及重铬酸盐氧化外，一般的酸碱对它的作用很小，比玻璃纤维有更好的耐腐蚀性。[6]
Ⅲ其他纤维
2.5手糊成型工艺流程
手糊成型工艺流程图如图所示。
图手糊成型工艺流程图
其工艺过程有如下工序。
①增强材料剪裁、胶液配置。
下料时应注意以下几点：
布的方向性；
拼缝应各层错开；
对圆形制品，布的45°方向变形能力好，可沿此方向裁成布条糊制。
注意经济适用。
②模具的清理。
③脱模剂涂刷。
为了能保证制品顺利地从模具上取下来，通常在模具上涂脱模剂。脱模剂主要有以下几种形式。
油脂类脱模剂。采用油膏、石蜡类如硅油、硅脂、凡士林、黄油、201油膏、汽车上光蜡等直接涂覆在模具表面。这类脱模剂使用方便，脱模效果好，无毒，对模具无腐蚀作用。缺点是会使制品的表面污染，不光洁，并给下道喷漆工序造成困难。
薄膜类脱模剂。各种塑料薄膜如PVC薄膜、PE薄膜、PA薄膜、玻璃纸等，
甚至在手糊成型中采用打字蜡纸作为脱模薄膜。薄膜类脱模剂的优点：使用方便，来源容易，脱模效果好；缺点：形变能力差，只适用几何简单的制品，大多耐热性差。PVC薄膜不适用于聚酯玻璃钢，因为苯乙烯可溶胀PVC。
溶液类脱模剂。这类脱模剂是利用涂覆在模具表面的聚合物溶液的溶剂挥发后的成膜，在模具表面形成一层均匀的脱模薄膜。
手糊成型工艺常用的脱模剂分如下三种：第一类聚乙烯醇类（PVA）脱模剂—为5%PVA的水、乙醇溶液；第二类蜡类脱模剂—目前多为进口的专用脱模蜡；第三类新型液体脱模剂—为不含蜡的高聚物溶液。对于金属模还可用硅脂、甲基硅油等，木模可用聚碳酸纤维素等。
④胶衣层制作。
⑤铺层糊制。
成型操作包括铺层糊制（表面层制作、增强层制作、加固件制作）和固化。
表面层用表面毡铺层制作。表面层可防止胶衣显露布纹，使表面形成富树脂层，从而提高制品的耐渗漏和耐腐蚀性。将表面毡按模具表面大小剪裁，铺在胶衣面上，用毛辊上胶，然后用脱泡辊脱泡，要严格不含气泡。表面层的含胶量控制在90%。
增强层的制作。增强层是玻璃钢的承载层，增强材料为玻璃布或短切毡。先对玻璃布进行裁剪和编号，按一次糊制用量配胶后，转入铺层糊制工序。
糊制工具有玻璃钢专用毛刷、专用毛辊、脱泡辊和刮胶板等；糊制过程是先在模具表面上刷胶（或胶辊上胶），然后用手工将布层（或毡）平铺在表面，抹平后再用毛刷上胶（或用胶辊上胶，来回碾压，使胶液浸入毡内），然后用刮胶板刮平、脱泡（或脱泡辊将毡内胶液挤出表面，并排除气泡），再铺第二层，依次铺一层布（或毡）、上一层胶液，重复直到所需厚度。遇到弯角或凹凸块时，可用剪刀将布剪口（或手工撕开毡），然后压平。糊制过程尽可能排除气泡，控制含胶量及含胶均匀性；搭缝尽量错开，搭接宽度50mm；注意铺层方向与铺层序列。
⑥固化。
FRP产品一般要求在室温15~30℃下固化8~24h,8h后即可脱模。如需提高生产效率，在60~80℃下固化1~2h后脱模。产品脱模后进行后处理，在60~80℃加热1~2h，可提高产品的固化度。
⑦脱模。
脱模也是手糊成型工艺中关键的一道工序。脱模的好坏直接关系到产品的质量和模具的有效利用。当然，脱模的好坏还取决于模具的设计，模具的表面光洁度，脱模剂和涂刷效果。手糊产品一般采用气脱、顶脱、水脱等方法脱模。
⑧切边与加工。
⑨验收。
【解决】聚丙烯（PP）常见的注塑成形缺陷！ 一、欠注 故障分析及排除方法： （1）工艺条件控制不当。应适当调整。 （2）注塑机的注射能力小于塑件重量。应换用较大规格的注塑机。 （3）流道和浇口截面太小。应适当加大。 （4）模腔内熔料的流动距离太长或有薄壁部分。应设置冷料穴。 （5）模具排气不良，模腔内的残留空气导致欠注。应改善模具的排气系统。（6）原料的流动性能太差。应换用流动性能较好的树脂。 （7）料筒温度太低，注射压力不足或补料的注射时间太短也会引起欠注。应相应提高有关工艺参数的控制量。 二、溢料飞边 故障分析及排除方法： （1）合模力不足。应换用规格较大的注塑机。 （2）模具的销孔或导销磨损严重。应采用机加工方法进行修复。 （3）模具的合模面上有异物杂质。应进行清除。 （4）成型模温或注射压力太高。应适当降低。 三、表面气孔 故障分析及排除方法： （1）厚壁塑件的模具流道及浇口尺寸较小时容易产生表面气孔。应适当放大流道和浇口尺寸。 （2）塑件壁太厚。在设计时应尽量减少壁厚部分。 （3）成型温度太高或注射压力太低都会导致塑件表面产生气孔。应适当降低成型温度，提高注射压力。 四、流料痕 故障分析及排除方法： （1）熔料及模温太低。应适当得高料筒和模具温度。
（2）注射速度太慢。应适当加快注射速度。 （3）喷嘴孔径太小。应换用孔径较大的喷嘴。 （4）模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。 五、银条丝 故障分析及排除方法： （1）成型原料中水分及易挥发物含量太高。应对原料进行预干燥处理。 （2）模具排气不良。应增加排气孔，改善模具的排气性能。 （3）喷嘴与模具接触不良。应调整两者的位置及几何尺寸。 （4）银条丝总是在一定的部位出现时，应检查对应的模腔表面是否有表面伤痕。如有表面伤痕的复映现象，应采取机加工方法去除模腔表面伤痕。 （5）不同品种的树脂混合时，会产生银条痕。应防止异种树脂混用。 六、熔接痕 故障分析及排除方法： （1）熔料及模具温度太低。应提高料筒及模具温度。 （2）浇口位置设置不合理。应改变浇口位置。 （3）原料中易挥发物含量太高或模具排气不良。应除去原料内的易挥发物质及改善模具的排气系统。 （4）注射速度太慢。应适当加快。 （5）模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。 （6）模腔表面有异物杂质。应进行清洁处理。 （7）浇注系统设计不合理。应改善浇注系统的充模性能，使熔料在模腔中流动顺畅。 七、黑条及烧焦 故障分析及排除方法： （1）注塑机规格太大。应换用规格较小的注塑机。 （2）树脂的流动性能较差。应使用适量的外部润滑剂。 （3）注射压力太高。应适当降低。 （4）模具排气不良。应改善模具的排气系统，增加乔气孔或采用镶嵌结构，以及适当降低合模力。 （5）浇口位置设置不合理。应改变浇口位置，使模腔内的熔料均匀流动。
注塑件常见品质问题及原因分析、解决方法 一、注塑件常见品质问题 塑胶件成型后，与预定的质量标准（检验标准）有一定的差异，而不能满足下工序要求，这就是塑胶件缺陷，即常说的品质问题，要研究这些缺陷产生原因，并将其降至最低程度，总体来说，这些缺陷不外乎是由如下几方面造成：模具、原材料、工艺参数、设备、环境、人员。现将缺陷问题总结如下： 1、色差：注塑件颜色与该单标准色样用肉眼观看有差异，判为色差，在标准的光源下（D65）。 2、填充不足（缺胶）：注塑件不饱满，出现气泡、空隙、缩孔等，与标准样板不符称为缺胶。 3、翘曲变形：塑胶件形状在塑件脱模后或稍后一段时间内产生旋转和扭曲现象，如有直边朝里，或朝外变曲或平坦部分有起伏，如产品脚不平等与原模具设计有差异称为变形，有局部和整体变形之分。 4、熔接痕（纹）：在塑胶件表面的线状痕迹，由塑胶在模具内汇合在一起所形成，而熔体在其交汇处未完全熔合在一起，彼此不能熔为一体即产生熔接纹，多表现为一直线，由深向浅发展，此现象对外观和力学性能有一定影响。 5、波纹：注塑件表面有螺旋状或云雾状的波形凹凸不平的表征现象，或透明产品的里面有波状纹，称为波纹。 6、溢边（飞边、披锋）：在注塑件四周沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的（飞边）胶料，称为溢边。 7、银丝纹：注塑件表面的很长的、针状银白色如霜一般的细纹，开口方向沿着料流方向，在塑件未完全充满的地方，流体前端较粗糙，称为银丝纹（银纹）。 8、色泽不均（混色）：注塑件表面的色泽不是均一的，有深浅和不同色相，称为混色。
9、光泽不良（暗色）：注塑件表面为灰暗无光或光泽不均匀称为暗色或光泽不良。 10、脱模不良（脱模变形）：与翘曲变形相似，注塑件成型后不能顺利的从模具中脱出，有变形、拉裂、拉伤等、称为脱模不良。 11、裂纹及破裂：塑胶件表面出现空隙的裂纹和由此形成的破损现象。 12、糊斑（烧焦）：在塑件的表面或内部出现许多暗黑色的条纹或黑点，称为糊斑或烧焦。 13、尺寸不符：注塑件在成型过程中，不能保持原来预定的尺寸精度称为尺寸不符。 14、气泡及暗泡：注塑件内部有孔隙，气泡是制品成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷，暗泡是塑胶内部产生的真空孔洞。 15、表面混蚀：注塑件表面呈现无光、泛白、浊雾状外观称为混蚀。 16、凹陷：注塑件表面不平整、光滑、向内产生浅坑或陷窝。 17、冷料（冷胶）：注塑件表面由冷胶形成的色泽、性能与本体均不同的塑料。 18、顶白/顶高：注塑件表面有明显发白或高出原平面。 19、白点：注塑件内有白色的粒点，粒点又叫“鱼眼”，多反映在透明制品上。 20、强度不够（脆裂）：注塑件的强度比预期强度低，使塑胶件不能承受预定的负裁 二、常见品质（缺陷）问题产生原因 1、色差： ①原材料方面因素：包括色粉更换、塑胶材料牌号更改，定型剂更换。 ②原材料品种不同：如PP料与ABS料或PC料要求同一种色，但因材料品种不同而有轻微色差，但允许有一限度范围。 ③设备工艺原因：A、温度；B、压力；C熔胶时间等工艺因素影响。 ④环境因素：料筒未清干净，烘料斗有灰尘，模具有油污等。
复合材料工艺大全 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业生产。如： （1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法； （2）喷射成型工艺； （3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）； （4）袋压法（压力袋法）成型； （5）真空袋压成型； （6）热压罐成型技术； （7）液压釜法成型技术； （8）热膨胀模塑法成型技术； （9）夹层结构成型技术； （10）模压料生产工艺； （11）ZMC模压料注射技术； （12）模压成型工艺； （13）层合板生产技术； （14）卷制管成型技术； （15）纤维缠绕制品成型技术； （16）连续制板生产工艺； （17）浇铸成型技术； （18）拉挤成型工艺； （19）连续缠绕制管工艺； （20）编织复合材料制造技术； （21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺； （22）注射成型工艺； （23）挤出成型工艺； （24）离心浇铸制管成型工艺； （25）其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。
复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成 一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 （2）制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。 ◇成型工艺层压及卷管成型工艺 1、层压成型工艺 层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。 层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。 层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。 2、卷管成型工艺 卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。
复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同，各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。（2）制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压 成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，
放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品 成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖
热塑性复合材料成型工艺 热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，国外称FRTP （Fiber Rinforced Thermo Plastics）。由于热塑性树脂和增强材料种类不同，其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。 从生产工艺角度分析，塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类：（1）短纤维增强复合材料①注射成型工艺；②挤出成型工艺；③离心成型工艺。（2）连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型；②片状模塑料冲压成型；③片状模塑料真空成型；④预浸纱缠绕成型；⑤拉挤成型。 热塑性复合材料的特殊性能如下： （1）密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1～1.6g/cm3，仅为钢材的1/5～1/7，比热固性玻璃钢轻1/3～1/4。它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。一般来讲，不论是通用塑料还是工程塑料，用玻璃纤维增强后，都会获得较高的增强效果，提高强度应用档次。 （2）性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能，都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多，因此，其选材设计的自由度也就大得多。 （3）热性能一般塑料的使用温度为50～100℃，用玻璃纤维增强后，可提高到100℃以上。尼龙6的热变形温度为65℃，用30%玻纤增强后，热形温度可提高到190℃。聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃，用30%玻纤增强后，使用温度可提高到310℃，这样高的耐热性，热固性复合材料是达不到的。热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4～1/2，能够降低制品成型过程中的收缩率，提高制品尺寸精度。其导热系数为0.3～0.36W(㎡·K)，与热固性复合材料相似。 （4）耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性，主要由基体材料的性能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自己的防腐特点，因此，可以根据复合材料的使用环境和介质条件，对基体树脂进行优选，一般都能满足使用要求。热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。 （5）电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能，不反射无线电电波，透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小，故其电性能优于后者。在热塑性复合材料中加入导电材料后，可改善其导电性能，防止产生静电。 （6）废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型，废品和边角余料能回收利用，不会造成环境污染。 由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能，应用领域十分广泛，从国外的应用情况分析，热塑性复合材料主要用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。 1、注射成型工艺 注射成型是热塑性复合材料的主要生产方法，历史悠久，应用最广。其优点是：成型周期短，能耗最小，产品精度高，一次可成型开关复杂及带有嵌件的制品，一模能生产几个制品，生产效率高。缺点是不能生产纤维增强复合材料制品和对模具质量要求较高。根据目前的技术发展水平，注射成型的最大产品为5kg，最小到1g，这种方法主要用来生产各种机械零件，建筑制品，家电壳
玻璃钢手糊成型的工艺流程 标签：玻璃钢 生产准备 场地手糊成型工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决定，场地要求清洁、干燥、通风良好，空气温度应保持在15～35℃之间，后加工整修段，要设有抽风除尘和喷水装置。 模具准备准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。 树脂胶液配制配制时，要注意两个问题：①防止胶液中混入气泡；②配胶量不能过多，每次配量要保证在树脂凝胶前用完。 增强材料准备增强材料的种类和规格按设计要求选择。 （2）糊制与固化 铺层糊制手工铺层糊制分湿法和干法两种：①干法铺层用预浸布为原料，先将预学好料（布）按样板裁剪成坏料，铺层时加热软化，然后再一层一层地紧贴在模 具上，并注意排除层间气泡，使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。②湿法铺层 直接在模具上将增强材料浸胶，一层一层地紧贴在模具上，扣除气泡，使之密实。 一般手糊工艺多用此法铺层。湿法铺层又分为胶衣层糊制和结构层糊制。 手糊工具手糊工具对保证产品质量影响很大。有羊毛辊、猪鬃辊、螺旋辊及电锯、电钻、打磨抛光机等。 固化制品固化分硬化和熟化两个阶段：从凝胶到三角化一般要24h，此时固化度达50%～70%（巴柯尔硬性度为15），可以脱模，脱后在自然环境条件下固化1～2周才能使制品具有力学强度，称熟化，其固化度达85%以上。加热可促进熟化过程，对聚酯玻璃钢，80℃加热3h，对环氧玻璃钢，后固化温度可控制在150℃以内。加 热固化方法很多，中小型制品可在固化炉内加热固化，大型制品可采用模内加热或 红外线加热。 （3）脱模和修整 脱模脱模要保证制品不受损伤。脱模方法有如下几种：①顶出脱模在模具上预埋顶出装置，脱模时转动螺杆，将制品顶出。②压力脱模模具上留有压缩空气或水 入口，脱模时将压缩空气或水（0.2MPa）压入模具和制品之间，同时用木锤和橡胶 锤敲打，使制品和模具分离。③大型制品（如船）脱模可借助千斤顶、吊车和硬木 楔等工具。④复杂制品可采用手工脱模方法先在模具上糊制二三层玻璃钢，待其固 化后从模具上剥离，然后再放在模具上继续糊制到设计厚度，固化后很容易从模具 上脱下来。 修整修整分两种：一种是尺寸修整，另一种缺陷修补。①尺寸修整成型后的制品，按设计尺寸切去超出多余部分；②缺陷修补包括穿孔修补，气泡、裂缝修补， 破孔补强等。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 接触低压成型工艺 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加 成型压力（接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加0.01～0.7MPa
毕业设计报告(论文) 报告(论文)题目：聚合物基复合材料手糊成型工艺 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：高分子材料应用技术 作者所在班级： 07841 作者姓名：赵向男 作者学号： 20073084128 指导教师姓名：彭燕 完成时间： 2010年5月25日 北华航天工业学院教务处制
随着社会科技与经济的飞速发展，复合材料在国内外有很大的应用与发展，并且在各个领域占据了越来越重要的地位。复合材料的成型工艺方法很多，本文着重介绍手糊成型工艺方法的特点、工艺流程以及成型过程中遇到的问题和解决方法等。 关键字：复合材料手糊成型工艺流程。
Along with the social economy and the rapid development of science and technology, composite materials at home and abroad, has great development and application in different fields and occupy a more and more important role. Composites forming process, this paper introduces many methods to hand lay-up molding method, process and molding process problems and solving methods. Key words: composite materials molding paste hand process.
无机非金属复合材料的成型工艺—纤维增强水泥基复合材料 【摘要】纤维增强水泥基复合材料作为新型工程材料已在土木工程多领域中得到广泛地应用。目前在水泥复合材料中掺加一定量的纤维，可以改善并且提高水泥复合材料的物理、力学等性能指标。 【关键词】纤维增强复合材料水泥 1、发展及应用 自60年代开始，纤维增强水泥基复合材料的研究和开发有较大进展。1964年，丹麦科学家应用复合材料理论探讨纤维增强无机与有机凝胶材料的机理。1967年英国人试制成功抗碱玻璃纤维增强波特兰水泥砂浆。随后美、日等国也相继投产。我国进入80年代用抗碱玻璃纤维增强低碱铝硅酸盐水泥，现已取得一定成效。目前广泛用于各种建筑物中以及工程装备中。 2、特点 纤维增强水泥基复合材料与普通混土相比，其显著特点是轻质高强，具有良好的断裂韧性。其拉压比一般可达1/4～1/6(普通混凝土为1/10)。 3、复合材料的组成 1、纤维增强水泥原材料 3.1.增强材料 纤维加入脆性的水泥基体中，其作用是提高水泥集体的抗拉强度和韧性，改善其冲击强度和疲劳性能。增强水泥所用纤维按其化学组成可分为金属纤维，无机纤维和有机纤维三大类。 用于增强水泥的纤维可分为短切纤维、连续纤维或纤维织物等。目前国内外使用最多的为短切纤维。 2.水泥基体材料 硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、高铝矿渣水泥等 4、成型工艺及设备 GRC的成型方法有喷射法、预拌法、注射法、铺网法、缠绕法等多种方法。其中玻璃纤维增强水泥复合材料使用最多的方法是喷射成型法。 1、成型工艺 A：直接喷射法 用人工手动或通过机械移动装置使切割喷射机在模型上方作往复移动，将纤维水泥砂浆喷在模型表面。
注塑件变形的原因及解决方法 注塑件形状与模腔相似但却是模腔形状的扭曲版本。 可能出现问题的原因 (1)弯曲是因为注塑件内有过多内部应力。 模具填充速度慢。 模腔内塑料不足。 塑料温度太低或不一致。 注塑件在顶出时太热。 冷却不足或动、定模的温度不一致。 注塑件结构不合理(如加强筋集中在一面，但相距较远)。 补救方法 (1 )降低注塑压力。 (2 )减少螺杆向前时间。 (3 )增加周期时间(尤其是冷却时间)。从模具内(尤其是较厚的注塑件)顶 出后立即浸入温水中(38 C)使注塑件慢慢冷却。 (4 )增加注塑速度。 (5 )增加塑料温度。 (6 )用冷却设备。 (7 )适当增加冷却时间或改善冷却条件，尽可能保证动、定 模的模温一致。 (8 )根据实际情况在允许的情况下改善塑料件的结构。 透明塑料注塑过程中应注意的常见问题 透明塑料由于透光率要高，必然要求塑料制品表面质量要求严格， 不能有任何斑 纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程对 原料、设备、模具、甚至产品的设计，都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。 其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往需 要较高的温度，注射压力、注射速度等工艺参数也要作细微调整， 使注塑料时既 能充满模，又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。 (2) (3) (4) (5) (6) (7)
因此从原料准备，对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面都要进行严格的操作。 （一）原料的准备与干燥 由于在塑料中含有任何一点杂质，都可能影响产品的透明度，因此和储存、运输、加料过程中都必须注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会引起原料变质，所以一定要干燥。在注塑时，加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中，输入的空气最好应经过滤、除湿，以便保证不会污染原料。其干燥工艺如下表，透明塑料的干燥工艺： （二）机筒、螺杆及其附件的清洁 为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质，特别热稳定性差的树脂存在，因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件，使其不得粘有杂质，当没有螺杆清洗剂时，可用PE PS等树脂清洗螺杆。当临时停机时，为防止原料在高温下停留时间长，引起解降，应将干燥机和机筒温度降低，如PC PMM等机筒温度都要降至160C以下（料斗温度对于PC应降至100C以下）。 （三）在模具设计上应注意的问题（包括产品的设计） 为了防止出现回流动不畅，或冷却不均造成塑料成型不良，产生表面缺陷和变质，一般在模具设计时，应注意以下几点。 a）壁厚应尽量均匀一致，脱模斜度要足够大； b）过渡部分应圆滑，并逐步过渡，防止有尖角、锐边产生，特别是PC产品一定不要有缺口； c）浇口、流道尽可能宽大、粗短，且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置，必要 时应加冷料井； d）模具表面应光洁，粗糙度低（最好低于0.8 ）; e）排气孔。槽必须足够，以及时排出空气和熔体中的气体； f）除PET外，壁厚不要太薄，一般不得小于Imm （四）注塑工艺方面应注意的问题（包括注塑机的要求） 为了减少内应力和表面质量缺陷，在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。 a）应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机； b）注射温度在塑料树脂不分解的前提下，宜用较高注射湿度； c）注射压力：一般较高，以克服熔料粘度大的缺陷，但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形； d）注射速度：在满足充模的情况下，一般宜低，最好能采用慢一快一慢多级注射； e）保压时间和成型周期：在满足产品充模，不产生凹陷、气泡的情况下；宜尽量短，以
【手糊】手糊玻璃钢工艺流程 （一）玻璃钢模具手糊成型工艺流程： 玻璃钢模具手糊成型工艺是先在模型上涂一层脱模剂，然后将配好的树脂混合料用刮刀或刷子涂刷到模型上，再在其上铺陈裁好的玻璃布或其它增强材料，用刮刀或毛刷迫使树脂浸入玻璃布，排出气泡，待树脂浸透增强材料后，再铺放第2层增强材料，如此反复涂刷树脂和铺放增强材料，直至达到所需要的设计层数，然后进行固化、脱模和修整。 （二）玻璃钢模具原材料的选择： 玻璃钢手糊成型模具的原材料主要是树脂、增强材料和辅助材料等。合理地选择原材料是保证产品质量，降低成本的重要环节。选择原材料时，必须满足以下条件： ①满足产品设计的性能要求； ②适应手糊成型工艺的特点； ③价格便宜，货源充分。 目前的原材料主要有：树脂、增强纤维（玻纤布、短切毡、表面毡）、胶衣、固化剂、促进剂、脱模剂、色料、增韧剂、填料（石英粉、金刚石粉、铸石粉、石棉粉）等。 1、树脂的选择： 选择手糊成型用的树脂品种十分重要，它直接关系到产品质量和生产工艺。因此，必须根据产品性能、使用条件及工艺要求确定树脂的品种。 ⑴产品性能考虑，要注意： ①树脂固化收缩问题：应选用低收缩树脂。 ②断裂延伸率：应选用延伸性好的树脂，提高玻璃钢开裂时的强度。 ⑵从工艺角度考虑，树脂应满足：
①良好的浸润性。树脂对纤维的浸润是保证玻璃钢质量的一个重要因素，也是手糊工艺的先决条件。如浸润不好，不仅使玻璃钢制品成型困难，也会使树脂——纤维间出现气泡； ②适当的粘度。手糊成型时的树脂粘度过低，会出现流胶现象，粘度过大，又会使成型浸润困难； ③能在室温或低温下凝胶、固化，并要求固化时无低分子物产生； ④无毒或低毒； ⑤价格便宜，货源充足。 目前手糊成型工艺中最常用的树脂为不饱和聚酯树脂和环氧树脂，而酚醛树脂很少单独使用。 2、增强材料的选择： 纤维品种一般要根据使用条件和工艺设计来进行选择。 ⑴从使用条件考虑，要考虑制品的使用温度、强度、韧性、比重、绝缘性等因素。 ⑵从工艺角度考虑，要求其具有以下特性： ①易浸润性：容易被树脂浸透； ②铺覆变形性：在糊制形状复杂的产品时，要求玻璃纤维制品能适应模具形状的变化，有一定的变形性能。 目前常用的玻璃纤维制品，有无捻粗纱、短切纤维毡、表面毡、无捻粗纱布、复合增强材料等。 3、脱模剂的选择： 在生产玻璃钢制品过程中，为了防止制品与模具粘结，手糊成型前先在模具上涂一层起分离作用的物质——脱模剂。脱模剂的种类很多，分薄膜型、混合溶液型和油蜡型三种。 选择脱模剂时应考虑模具材料、树脂类型、固化温度、产品外型结构、生产周期、经济效益等多方面的因素。 4、胶衣树脂的选择：
树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。 ②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。 模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品种。 1、原材料 （1）合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有：①对增强材料有良好的浸润性能，以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结；②有适当的粘度和良好的流动性，在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔；③在压制条件下具有适宜的固化速度，并且固化过程中不产生副产物或副产物少，体积收缩率小；④能够满足模压制品特定的性能要求。按以上的选材要求，常用的合成树脂有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到特定的性能指标，在选定树脂品种和牌号后，还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。 （2）增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等，也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物（布）和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维（如芳纶纤维、尼龙纤维等）和天然纤维（如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等）等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增
产品注塑常见问题及解决方法 注射模塑缺点和反常现象最终集中在注塑制品的质量上反映出来。注塑制品缺点可分成下列几点： （1）产品注射不足； （2）产品溢边； （3）产品凹痕和气泡； （4）产品有接痕； （5）产品发脆； （6）塑料变色； （7）产品有银丝、斑纹和流痕； （8）产品浇口处混浊； （9）产品翘曲和收缩； （10）产品尺寸不准； （11）产品粘贴模内； （12）物料粘贴流道； （13）喷嘴流涎。 下面一一叙述其产生的原因及克服的办法。 ⒈怎样克服产品注射不足 产品注料不足往往由于物料在未充满型腔之前即已固化，当然还有其他多种的原因。 ?设备原因： ①料斗中断料； ②料斗缩颈部分或全部堵塞； ③加料量不够； ④加料控制系统操作不正常； ⑤注压机塑化容量太小； ⑥设备造成的注射周期反常。 ?注塑条件原因： ①注射压力太低； ②在注射周期中注射压力损失太大； ③注射时间太短； ④注射全压时间太短； ⑤注射速率太慢； ⑥模腔内料流中断； ⑦充模速率不等； ⑧操作条件造成的注射周期反常。 ?温度原因： ①提高料筒温度； ②提高喷嘴温度； ③检查毫伏计、热电偶、电阻电热圈（或远红外加热装置）和加热系统； ④提高模温；
⑤检查模温控制装置。 ?模具原因 ①流道太小； ②浇口太小； ③喷嘴孔太小； ④浇口位置不合理； ⑤浇口数不足； ⑥冷料穴太小； ⑦排气不足； ⑧模具造成的注射周期反常； ?物料原因：物料流动性太差。 ⒉怎样克服产品飞边溢料： 产品溢边往往由于模子的缺陷造成，其他原因有：注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。 ?模具问题： ①型腔和型芯未闭紧； ②型腔和型芯偏移； ③模板不平行； ④模板变形； ⑤模子平面落入异物； ⑥排气不足； ⑦排气孔太大； ⑧模具造成的注射周期反常。 ?设备问题： ①制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积； ②注压机模板安装调节不正确； ③模具安装不正确； ④锁模力不能保持恒定； ⑤注压机模板不平行； ⑥拉杆变形不均； ⑦设备造成的注射周期反常 ?注塑条件问题： ①锁模力太低 ②注射压力太大； ③注射时间太长； ④注射全压力时间太长； ⑤注射速率太快； ⑥充模速率不等； ⑦模腔内料流中断； ⑧加料量控制太大； ⑨操作条件造成的注射周期反常。 ?温度问题： ①料筒温度太高； ②喷嘴温度太高；
手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。 优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。 缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。 。 、接触低压成型工艺 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力（接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加0.01～0.7MPa压力，最大压力不超过2.0MPa）。 接触低压成型工艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加工而获得制品。属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。其中前两种为接触成型。 接触低压成型工艺中，手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围最广，其它方法都是手糊成型工艺的发展和改进。接触成型工艺的最大优点是设备简单，适应性广，投资少，见效快。根据近年来的统计，接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业生产中，仍占有很大比例，如美国占35%，西欧占25%，日本占42%，中国占75%。这说明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性，它是一种永不衰落的工艺方法。但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。 1、原材料 接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。 （1）增强材料 接触成型对增强材料的要求：①增强材料易于被树脂浸透；②有足够的形变性，能满足制品复杂形状的成型要求；③气泡容易扣除；④能够满足制品使用条件的物理和化学性能要求；⑤价格合理（尽可能便宜），来源丰富。 用于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物，碳纤维及其织物，芳纶纤维及其织物等。 （2）基体材料 接触低压成型工艺对基体材料的要求：①在手糊条件下易浸透纤维增强材料，易排除气泡，与纤维粘接力强；②在室温条件下能凝胶，固化，而且要求收缩小，挥发物少；③粘度适宜：一般为0.2～0.5Pa·s，不能产生流胶现象；④无毒或低毒；⑤价格合理，来源有保证。 生产中常用的树脂有：不饱和聚酯树脂，环氧树脂，有进也用酚醛树脂，双马来酰亚胺树脂，聚酰亚胺树脂等。 几种接触成型工艺对树脂的性能要求：
. 问答题 1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？ 2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？ 3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？ 5. 分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围. 6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？ 8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？ 9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10. 缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 11. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？ 12. 手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14. 铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15. 什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16. 何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17. 何谓铸造？它有何特点？ 18. 既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？ 21. 提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22. 金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23. 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？ 24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25. 模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26. 模锻与自由锻有何区别？ . . 27．板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？ 28. 间隙对冲裁件断面质量有何影响？间隙过小会对冲裁产生什么影响？ 29. 分析冲裁模与拉深模、弯曲模的凸、凹模有何区别？ 30. 何谓超塑性？超塑性成形有何特点？ 31、落料与冲孔的主要区别是什么？体现在模具上的区别是什么？ 32、比较落料或冲孔与拉深过程凹、凸模结构及间隙Z有何不同？为什么？
手糊成型工艺
手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。 优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。 缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。 。 、接触低压成型工艺 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力（接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加
0.01～0.7MPa压力，最大压力不超过2.0MPa）。 接触低压成型工艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加工而获得制品。属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。其中前两种为接触成型。 接触低压成型工艺中，手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围最广，其它方法都是手糊成型工艺的发展和改进。接触成型工艺的最大优点是设备简单，适应性广，投资少，见效快。根据近年来的统计，接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业生产中，仍占有很大比例，如美国占35%，西欧占25%，日本占42%，中国占75%。这说明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性，它是一种永不衰落的工艺方法。但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。 1、原材料 接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和
齐鲁工业大学 复合材料 材料科学与工程学院 材化13-1 201307021038 李振平 手糊成型工艺及复合材料的发展 很久以前，人类已经开始利用天然聚合物如牛羊角、蜡和沥青等。随着时间的发展，天然聚合物的性能已经不能满足人类的需要，由此，一些可改进天然聚合物性能技术（如纯化和改性）相继产生。 复合材料发展史摘要 1847年瑞典化学家Berzelius，这位现代化学的奠基人之一，首次在实验室发明了饱和聚酯。 1894年 Vorlander在实验室着手对乙二醇马来酸的研究工作，成为记录在案最早的一位研究不饱和聚酯树脂的化学家。 1920年先锋人物Wallace Carothers开始对乙二醇与不饱和脂肪酸合成的聚酯的研究工作。 1922年首个聚酯树脂被研发成功。
1930年末研究人员Bradley，Kropa 和Johnson三人共同研究不饱和聚酯的固化情况，在报告中提高，固化后，它们可以分为可熔性和不可溶性（热固性）。 1935年欧文斯科宁（Owens Corning）首次引入玻璃纤维 1941年不饱和聚酯首次投入美国的压铸商业市场 1942年美国橡胶公司开发出玻璃纤维增强聚酯树脂作为基体的复合材料。 1946年船艇制造商开始意识到纤维增强复合材料为整个工业带来了何种变革，在这年中首个复合材料船身的游艇在美国建成，还首次引入了冷固化系统。 1950年早期闭模工艺开发完成。 1951年中期不饱和聚酯树脂在欧洲投入商业化生产。 1963年碳纤维增强材料引入市场 到了19世纪，随着科学技术在物理化学领域的应用，自然界中的天然聚合物的性能已经不能满足工业发展对材料性能的需要，这使当时的新型材料－早期的复合材料得到飞速的发展。 复合材料是由不同元素组成的结构，结果是形成了一加一等于三。对于复合材料的理解，貌似昆虫、鸟和蝙蝠等动物比我们要理解的更透彻一些，它们将这个原理应用到筑窝的过程中，以防天敌的攻击。原始人用动物粪便、粘土、稻草和树枝组成复合材料结构，这是人类将复合材料应用到生活中具有历史意义的一步。甚至据人们传说，圣经中的诺亚方舟也是由煤沥青和稻草混合制成的，这也许真的是被报道出的复合材料船舶的鼻祖，当然这也仅是传说。 之后经过了几千年，第二次复合材料在工业应用的浪潮在1830年席卷西欧，工业领域中的先锋人物在发现了复合材料这种新兴材料之后，争相投入对它了研发工作，包括：木质层压板、合金和钢筋增强混凝土。在17世纪，英国人John Osborne通过天然聚合物牛羊角制备了模塑制品。到19世纪，模塑牛羊角工业开始繁荣壮大，其大多数制品都卖给了当时的中产阶级。 随着天然聚合物的不断发展，人们开采了由热带橡树产生的树胶，尤其是在1847年Bewley发明了塑料挤出机，可以用树胶制备橡胶和古塔橡胶，在1850年开始采用这种古塔橡胶来保护隔离水线电报电缆。 谈到复合材料，就不能不说起英国。在复合材料工业发展过程当中，很多重要事件都与英国密切相关。 汉考克托马斯和他的兄弟查尔斯对橡胶进行广泛的研究，终于在1839年发明了硫化橡胶，他们也因这一发明而闻名于世。同时美国的古德意