玻璃纤维增强塑料成型工艺
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玻璃纤维毡增强热塑性复合材料展开GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)是玻璃纤维增强型热塑于汽车车身各部位,可替代传统的金属部件,减轻重量,降低成本。
相信GMT材料的应用总结下来具有以下优点:1.比强度高;GMT的强度和手糊聚酯玻璃钢制品相似,其密度为1.01-1.19g/cm,比热固性玻璃钢(1.8-2.0g/cm)小,因此,它具有更高的比强度。
2.轻量化、节能;用GMT材料做的汽车门自重可从26Kg降到15Kg,并可减少背部厚度,使汽车空间增大,能耗仅为钢制品的60-80%,铝制品的35-50%。
3.与热固性SMC(片状模塑料)相比,具有成型周期短、冲击性能好,可再生利用和储存周期长等优点。
4.冲击性能:GMT的吸收冲击的能力比SMC高2.5-3倍,在冲击力作用下,SMC、钢和铝均出现凹痕或裂纹,而GMT却安然无恙。
5.高刚性(GMT里含有GF织物、即使有10mph的冲击碰撞,仍能保持形状)。
除了优异的物理/机械性能之外,作为总成部件,GMT材料产品一体成型的特点决定了它低廉的系统成本,也十分有利于培养专业化、大批量生产和具有模块化供货能力的供应商团队,还将大大提高主机厂对供应商的管理效益。
在汽车工业中的应用1 前端部件欧洲GMT制作汽车前端部件的用量约占汽车总用量的28 % ,Golf A3、Polo AO3、Audi80和小型Audi AB均采用GMT前端部件。
用GMT制作前端部件的优点是可将包括车头灯、风机和散热器座、发动机罩搭扣以及保险杠固定点等功能集于一体,从而取代多个金属部件,与同等强度的钢部件相比,质量可减轻20 %,,生产费用可下降 10 %。
与片状模塑料相比,GMT 前端部件在装配上和防震性上均具有优势。
2 座椅壳体GMT座椅壳体占GMT欧洲汽车用量的20 %,这种座椅壳体可采用不同颜色,如大理石纹或木纹。
3 发动机隔噪罩GMT发动机隔噪罩约占GMT在汽车总用量的20 %,主要是利用了GMT 材料的抗冲击性能和耐低温性能。
玻璃纤维增强塑料一.什么是复合伙料指一种材料不克不及知足应用要求,须要由两种或两种以上的才料,经由过程某种技巧方法结合构成另一种能够或许知足人们需求的新材料,叫做复合伙料。
二.什么是玻璃纤维加强塑料(Fiber Reinforced Plastics)指用玻璃纤维加强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合伙料,称为玻璃纤维加强塑料。
简称FRP 因为其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的光荣;形体和耐腐化;电绝缘;隔热等机能,在我国被俗称为“玻璃钢”。
那个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一向延用至今。
三.FRP的全然构成基体(树脂)+ 加强材料+助剂+颜料+填料1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等2.加强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。
3.助剂:激发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。
4.颜料:氧化铁红;大年夜红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。
多半为色浆状况。
5. 填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。
PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。
PPR:聚丙烯。
PUR:泡沫。
PRE:聚苯醚。
尼龙:聚酰胺纤维。
FRP的成长过程:无法确信制造人。
四.FRP材料的特点:1.长处:(1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5然则拉伸强度却接近甚至跨过碳素钢,而强度能够与高等合金钢比拟,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他须要减轻自重的成品中。
(2)耐腐化性好:FRP是优胜的耐腐化材料,关于大年夜气;水和一样浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抗击力,差不多被广泛应用于化工防腐的各个方面。
正在代替碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。
(3)电机能好:FRP是优良的绝缘材料,用于制造绝缘体,高频下仍能保持优胜的介电性,微波透过性优胜,广泛应用于雷达天线罩;微波通信等行业。
玻璃纤维种类以及生产工艺一、玻璃纤维的种类1、无碱玻璃纤维,在国外为通用玻璃纤维,占产量的90%以上,在国内也是应用最多的类型之一。
①无碱玻璃纤维抗拉强度比钢丝还高,与金属材料相比重量较轻,与金属铝相当;②抗疲劳强度高,对于需要经受冲击负荷的结构材料而言非常重要;③优异的电性能,介电常数低;尺寸稳定性好,在最大应力条件下,伸长率仅3%-4%;④耐高温;⑤化学稳定性好,耐候性好,导热系数低,用作电绝缘材料时能迅速散热;⑥几乎不吸水,遇火不燃烧、不冒烟。
2、中碱玻璃纤维,与无碱玻璃纤维相比强度较低,在无关性能要求的应用领域中,也是一种良好的工业材料和增强材料,在我国连续玻璃纤维纺织制品中仍然是用量最大的玻璃纤维类型。
①中碱玻璃纤维不宜用于电绝缘方面;②化学稳定良好,耐酸性优于无碱玻璃纤维;③价格比无碱玻璃纤维低。
3、高碱玻璃纤维,力学性能远低于无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维,而且不耐水侵蚀,在大气的水分侵蚀下,制品会很快变脆,因丧失强度而失去使用价值。
它是我国玻纤工业早期产品,现已趋于淘汰。
4、高强玻璃纤维,是力学性能比无碱玻璃纤维更好的特种用途玻璃纤维之一,生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
①抗拉强度比无碱玻璃纤维高30%,比强度高35%,弹性模量高15%,比模量高19%。
②用其制成的玻璃钢制品的抗拉强度比同类无碱玻璃钢制品高30%,弯曲强度高20%,剪切强度相当。
③可提升部件性能,减轻部件重量,节省燃料。
5、高模量玻璃纤维,弹性模量约为无碱玻璃纤维制品高25%,抗拉强度高23%;比模量和比强度都很高,电绝缘性能好。
生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
6、耐磨玻璃纤维,用作各种水泥制品的新型增强材料,用其制作的水泥制品具有轻质、高强、耐冲击的优点。
①比无碱玻璃纤维更优良的电性能,介电系数低,介电损耗小;②密度低,适用于制作雷达天线罩。
玻璃钢是什么材料做的玻璃钢是一种由玻璃纤维和树脂组成的复合材料,也被称为玻璃纤维增强塑料(GFRP)。
它具有优异的耐腐蚀性能、高强度、轻质、易加工等特点,因此被广泛应用于建筑、船舶、汽车、风力发电等领域。
玻璃钢的制作过程包括原材料准备、制备工艺和后续加工等环节,下面将对玻璃钢的材料、制作工艺和应用进行详细介绍。
首先,玻璃钢的主要原材料包括玻璃纤维和树脂。
玻璃纤维是由熔融的玻璃颗粒通过特殊工艺拉丝而成,具有优异的拉伸性和耐腐蚀性,是玻璃钢材料的主要增强成分。
而树脂则是起到粘合剂的作用,常用的树脂包括环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等,它能够将玻璃纤维牢固地粘合在一起,形成坚固的复合材料结构。
其次,玻璃钢的制作工艺主要包括原材料预处理、成型和固化等步骤。
在原材料预处理阶段,需要对玻璃纤维进行切割、拼网、预型等处理,以便于后续的成型工艺。
而成型过程中,通常采用手工涂布、模压、注塑等方法,将预处理好的玻璃纤维与树脂混合后放入模具中进行成型,最终形成所需的产品形状。
最后,在固化阶段,通过加热、压力等条件使树脂完全固化,从而确保制成的玻璃钢产品具有优异的性能。
最后,玻璃钢材料具有广泛的应用前景。
在建筑领域,玻璃钢常用于制作装饰板、管道、屋顶、墙体等,其耐候性和耐腐蚀性能能够满足建筑材料的要求。
在船舶和汽车制造领域,玻璃钢的轻质和高强度使其成为优选材料,能够减轻结构重量、提高载荷能力。
此外,在风力发电、化工设备等领域,玻璃钢也有着重要的应用,为工业生产提供了可靠的材料支持。
综上所述,玻璃钢是一种优异的复合材料,其材料成分简单,制作工艺成熟,应用领域广泛。
随着科技的不断进步和工艺的不断改进,相信玻璃钢材料将会在更多领域展现出其独特的优势,为人类的生产生活带来更多的便利和可能。
不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料团状模塑料结构式不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料(Unsaturated Polyester Glass Fiber Reinforced Plastic,简称UP-GFRP)是一种常见的复合材料,具有许多优异的性能和广泛的应用领域。
在本文中,我们将深入探讨这种材料的结构和特性,并探讨其在工程领域中的应用。
1. 不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料的结构式不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料是由不饱和聚酯树脂和玻璃纤维构成的。
不饱和聚酯树脂是一种线性聚酯,其分子链中有未反应的双键,这些双键可以与玻璃纤维表面的硅烷偶联剂发生反应,形成交联结构,增强塑料的强度和刚度。
不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料的结构式可以表示为:(C10H6O4)n·mSiO2其中,C10H6O4表示不饱和聚酯树脂,n表示聚合度,m表示玻璃纤维含量。
2. 不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料的特性2.1 高强度和刚度由于玻璃纤维的加入,不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料具有较高的强度和刚度。
玻璃纤维是一种高强度的纤维材料,能够承受大部分的拉伸、压缩和弯曲载荷,从而增加了塑料材料的力学性能。
2.2 良好的耐腐蚀性能不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料具有优异的耐腐蚀性能。
不饱和聚酯树脂具有较好的化学稳定性,能够抵抗许多腐蚀介质的侵蚀,如酸、碱等。
玻璃纤维本身也具有较高的抗腐蚀性能,使得该材料在恶劣环境下有着广泛的应用。
2.3 轻质化和设计自由度高不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料相比于金属材料具有较低的密度,因此具备轻质化的优势。
该材料的加工性能良好,可以通过模塑等复杂成型工艺获得各种形状和尺寸的产品,从而赋予设计师更大的自由度。
3. 不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料的应用3.1 汽车工业不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料在汽车工业中有着广泛的应用。
其轻质化的特性可以降低整车的重量,提高汽车的燃油经济性。
该材料具有优异的耐腐蚀性能,在汽车外壳和零部件等方面有着重要的应用。
3.2 建筑领域不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料在建筑领域中也有广泛的应用。
PET塑料注塑⼯艺解析PET塑料注塑成型⼯艺是塑料加⼯中⾮常重要的技术⼯艺之⼀,对于PET塑料瓶⽽⾔,⼤多数情况下塑料包装⼚都会采⽤吹塑成型的⽅式制作加⼯,但注塑成型⼯艺尤其特有的加⼯优势,对于PET注塑成型来说,技术⼈员需要考虑很多⽅⾯因素,如下。
PET塑料简介PET化学名为聚对苯⼆甲酸⼄醇酯,⼜称聚酯。
⽬前在客户中使⽤最多的是GF-PET,主要是打瓶胚。
PET化学和物理特性PET的玻璃化转化温度在165℃左右,材料结晶温度范围是120~220℃。
PET在⾼温下有很强的吸湿性。
对于玻璃纤维增强型的PET材料来说,在⾼温下还⾮常容易发⽣弯曲形变。
可以通过添加结晶增强剂来提⾼材料的结晶程度。
⽤PET加⼯的透明制品具有光泽度和热扭曲温度。
可以向PET中添加云母等特殊添加剂使弯曲变形减⼩到最⼩。
如果使⽤较低的模具温度,那么使⽤⾮填充的PET材料也可获得透明制品。
注塑成型⼯艺注射成型法主要⽤于增强PET的成型。
通常采⽤螺杆式注射机。
螺杆⼀般均需进⾏硬化处理,以免在长期使⽤后发⽣磨耗。
注射机喷嘴孔的长度应尽可能短,其直径应控制在3mm左右。
增强PET的熔点⾼达260℃,为防⽌喷嘴堵塞,应安装功率较⼤的加热器。
另外,喷嘴孔的尖端最好加⼯成如图-1所⽰的逆锥式,使流道和喷嘴内的熔融物料能够⽅便地切断。
注塑机注塑成型主要⽤于增强PET的成型。
PET⼀般情况下只能选⽤螺杆式注塑机成型。
最好选⽤顶部带有⽌逆环的突变型螺杆,其表⾯硬度⼤⽽且耐磨损,长径⽐未L/D=(15~20):1压缩⽐约为3:1。
L/D太⼤物料在料筒内停留时间过长,过度受热容易引起降解,影响制品性能。
压缩⽐太⼩剪切⽣热少,易塑化不良,制品性能差。
反之会使玻璃纤维较多的断裂,⼒学性能下降。
加⼯玻璃纤维增强PET时,料筒内壁磨损较厉害,料筒使⽤耐磨材料制造或者衬有耐磨材料。
喷咀以短为好,内壁要求磨光,孔径要求尽可能⼤些。
以液压制动阀门式喷咀为好。
喷咀要有保温和控制温度的措施来保证喷咀不会冻结堵塞。
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。
PBT玻璃纤维增强复合材料水辅注塑成型的实验研究摘要:本报告的目的是通过实验研究聚对苯二甲酸丁二醇复合材料水辅注塑的成型工艺。
实验在一个配备了水辅注塑统的80吨注塑机上进行,包括一个水泵,一个压力检测器,一个注水装置。
实验材料包括PBT和15%玻璃纤维填充PBT的混合物以及一个中间有一个肋板的空心盘。
实验根据水注入制品的长度的影响测得了各种工艺参数以及它们的机械性能。
XRD 也被用来分别材料和结构参数。
最后,作了水辅助和气体辅助注塑件的比较。
实验发现熔体压力,熔融温度,及短射类型是影响水注塑行为的决定性参数。
材料在模具一面比在水一面展示了较高的结晶度。
气辅成型制品也要比水辅成型制品结晶度高。
另外,制品表面的玻璃纤维大部分取向与流动方向一致,而随着离制品表面距离的增加,越来越多的垂直与流动方向。
关键词:水辅注塑成型,玻璃纤维增强PBT,工艺参数,机械性能,结晶,1.前言依靠重量轻,成型周期短,消耗低,水辅注塑成型技术在塑料制品制造方面已经取得了突破。
在水辅注塑成型中,模具行腔被部分注入聚合物熔体,而后向这些聚合物中心注入水。
水辅注塑成型的原理如图1图1 水辅注塑成型的原理如图水辅注塑成型能够在更短的循环时间内生产出收缩小,翘曲小,表面质量好的各种薄厚的制品。
水辅注塑成型工艺也可根据工具及设备的承受压力在设计,节省材料,减轻重量,减少成本方面取得更大的自由。
典型的应用有棒,管材,水路管网建设用的大型复合结构管。
另一方面,尽管有很多优势,由于加入了额外的工艺参数,模具和工艺控制变的更加严峻和困难。
水也可能腐蚀模具钢,同时一些材料包括热塑性塑料难以成型。
成型后水的清除也是对这个新技术的一个挑水辅注塑成型有优势超过它更有名的竞争对手,气辅注塑成型,因为依靠水在成型过程中更好的冷却能力,水辅注塑成型获得了更短的成型周期。
它的不可压缩性,低成本以及易循环利用,水成为这一过程的理想媒介。
既然水不会溶解和扩散到聚合物熔体中,那么经常在气辅成型工艺出现的气泡现象也便消除了。
FRP英文名:Fiber Reinforced PlasticsFRP—纤维增强复合塑料FRP--(Fiber Reinforced Plastics )纤维增强复合塑料,根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料(GFRP),碳纤维增强复合塑料(CFRP),硼纤维增强复合塑料等;纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。
纤维(或晶须)的直径很小,一般在10μm以下,缺陷较少又较小,断裂应变约为千分之三十以内,是脆性材料,易损伤、断裂和受到腐蚀。
基体相对于纤维来说,强度、模量都要低很多,但可以经受住大的应变,往往具有粘弹性和弹塑性,是韧性材料。
根据纤维的长短,FRP可分为短纤维增强复合塑料和长纤维(或称连续纤维)增强复合材料塑料。
根据纤维性能可以分为高性能纤维复合材料和工程复合材料。
编辑本段特性(1)轻质高强相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。
因此,在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效。
某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
部分材料的密度、强度和比强度见表1-1。
(2)耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。
已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
(3)电性能好是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。
高频下仍能保护良好介电性。
微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
(4)热性能良好FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料。
在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
(5)可设计性好①可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。
玻璃纤维增强塑料的缺点玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastics,简称GFRP)是一种树脂基复合材料,其制造工艺包括预浸料成型、压片成型、注塑成型、挤出成型等多种。
GFRP具有轻、强、耐腐蚀、绝缘等优点,应用广泛,但它也有很多缺点。
一、制造成本高GFRP的制造过程需要耗费大量的时间和资金。
首先,需要进行模具制造和设计,这需要投入大量的人力和物力。
其次,GFRP加工需要特别的工具和技能,这也增加了制造成本。
同时,由于GFRP生产需要各种原材料和化学药品,这些成本也需要转嫁到最终产品的价格中。
二、易受破坏GFRP的强度和韧性是其最大的优点之一,但也是其最大的弱点之一。
在受到严重外力冲击或长期震动的情况下,GFRP很容易出现裂纹和损坏。
虽然这些问题可以通过增加制造工艺控制和加固材料来解决,但这也会增加制造成本。
三、操作、维护难度大GFRP的制造需要特别的技能和工具,操作难度很大。
而对于使用者来说,GFRP的维修和保养也极为困难。
非专业人员可能难以识别和修复GFRP零件的损坏,因为复合材料很难破坏和失败的表面上看不出问题。
如果不及时发现并处理问题,GFRP可能会因瑕疵积累而在使用中造成危险。
四、环保问题GFRP的制作过程中需要使用大量的原材料和附加剂,这些成分可能会对环境造成影响。
同时,GFRP的生产往往涉及到有害化学物质和废弃物的处置,这也对环境和健康产生了潜在的负面影响。
虽然GFRP存在一些缺点,但它的优点并不可忽略。
GFRP在建筑、汽车、航天、航海等领域具有重要作用,如在卫星和飞机的结构、汽车制动系统、油田输油管道、水渠和桥梁建设中都有广泛应用。
随着技术的不断发展,GFRP的制造成本也将降低,同时还可以改进其性能,从而逐渐解决其存在的问题。
PBT塑料性能及注塑工艺聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。
PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。
未改性PBT 性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70%以上。
1 PBT的工艺特性PBT 具有明显的熔点,熔点为225~235℃,是结晶型材料,结晶度可达40%。
PBT熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大,因此,在注塑中,注射压力对PBT熔体流动性影响是明显。
PBT在熔融状态下流动性好,粘度低,仅次于尼龙,在成型易发生“流延”现象。
PBT成型制品各向异性。
PBT在高温下遇水易降解。
2注塑机选用螺杆式注塑机时。
应考虑如下几点。
①制品的用料量应控制在注塑机额定最大注射量的30%~80%。
不宜用大注塑机生产小制品。
②应选用渐变型三段螺杆,长径比为15~20,压缩比为2.5~3.0。
③应选用自锁式喷嘴,并带有加热控温装置。
④在成型阻燃级PBT时,注塑机的有关部件应经防腐处理。
3制品与模具设计①制品的厚度不宜太厚,PBT对缺口很敏感,因此,制品的直角等过渡处应采用圆弧连接。
②PBT的成型收缩率较大,在1.7%~2.3%,模具要有一定的脱模斜度。
③模具需要设排气孔或排气槽。
④浇口的口径要大。
⑤模具需设置控温装置。
模具最高温度不能超过100℃。
⑥阻燃级PBT成型,模具表面要镀铬,以防腐。
4原料准备注塑前要进行干燥、要将水分含量控制在0.02%以下。
采用热风循环干燥时,当温度为105℃、120℃或140℃时,所对应的时间不超过8h、5h、3h。
料层厚度低于30mm。
5注塑工艺参数①注射温度PBT的分解温度为280℃,所以实际生产中一般控制在245~260℃之间。
②注射压力注射压力一般为50~100MPa。
③注射速率PBT冷却速度快,因此要采用较快的注射速率。
④螺杆转速和背压成型PBT的螺杆转速不宜超过80r/min,一般在25~60r/min之间。
背压一般为注射压力的10%~15%。
玻璃纤维增强塑料的原理玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP)是一种以塑料为基体,玻璃纤维为增强材料组成的复合材料。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、船舶等领域。
玻璃纤维增强塑料的原理涉及到塑料基体和玻璃纤维增强材料之间的相互作用。
在玻璃纤维增强塑料中,塑料基体起到着增强材料的固定和保护作用,而玻璃纤维作为一种高强度纤维材料,承担着增强塑料的主要载荷。
其原理可以从以下几个方面来解释。
首先,玻璃纤维的高强度给予了增强塑料优异的力学性能。
相比于普通塑料,玻璃纤维具有较高的强度和刚度。
玻璃纤维的载荷传递能力优于塑料本身,能够提升增强塑料的整体强度、刚度和耐冲击性能。
这是因为玻璃纤维本身具有很高的拉伸和弯曲强度,以及较低的热膨胀系数,这使得玻璃纤维能够有效地分担或承受外部载荷。
其次,玻璃纤维的高模量增加了增强塑料的刚性。
玻璃纤维的弹性模量远高于塑料基体,这意味着在受力时,玻璃纤维能够更好地抵抗变形,从而提高了增强塑料的刚性和形状稳定性。
这对于一些要求高精度和保持形状的应用来说尤为重要。
第三,玻璃纤维的良好耐腐蚀性和绝缘性能使增强塑料具备更广泛的应用。
与金属材料相比,玻璃纤维不容易氧化腐蚀,并且能够保持其性能稳定性的时间更长。
此外,玻璃纤维具有优异的绝缘性能,能够有效隔离电流和电热,并且能够抵抗电介质击穿,因此在电子电气领域具有广泛的应用。
最后,通过对塑料基体和玻璃纤维的合理配比和混合工艺,可以进一步改善增强塑料的性能。
例如,通过适当选择塑料基体和纤维材料的类型和比例,可以调整增强塑料的强度、刚度和耐热性能。
此外,添加适量的增塑剂或增强剂也可以改善增强塑料的加工性能和特殊性能。
总而言之,玻璃纤维增强塑料通过将高强度、刚度和绝缘性能优异的玻璃纤维纤维与塑料基体相结合,形成一种具有优异综合性能的复合材料。
利用玻璃纤维的高强度、高模量和良好的耐腐蚀绝缘性能,使增强塑料在各个领域得到广泛应用。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展张玉楠(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳 621010)摘要:玻璃纤维增强环氧树脂是玻璃钢的一种。
本文综述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些性能,尤其是力学性能,并介绍了它的成型方法。
概述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些应用并提出了展望。
关键词:玻璃纤维;环氧树脂;复合材料;制备Research progress of glass fiber reinforced epoxy resin composite materialYunan Zhang(Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)Abstract:Glass fiber reinforced epoxy resin is a kind of glass fiber reinforced plastic. This paper reviewed some of the properties of the glass fiber reinforced epoxy resin, especially mechanical properties, and introduces its molding method. Summarizes some application of the glass fiber reinforced epoxy resin and put forward. Keywords:glass fiber;epoxy resin;composite material;preparation前言:玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维作为增强材料,热固性塑料(包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等)作为基体的纤维增强塑料。
因其比重小,比强度高,比最轻的金属铝还要轻,而比强度比高级合金钢还要高,所以又称为玻璃钢。
玻璃纤维增强塑料成型工艺第一章绪论FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)或GRP(GlassReinforced Plastics)或GFRP (Glass fibre reinforced plastics)。
玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的习惯叫法,是一种新型工程材料。
它是以玻璃纤维及其制品作为增强材料,以合成树脂作基体材料,通过一定的成型工艺而制成的一种复合材料。
三十年代在美国出现后,到二次世界大战期间由于战争的需要才发展起来。
战后逐渐转到了民用工业方面,并获得了迅速发展。
由于玻璃钢具有许多特殊优良的性能(如机械强度高、比重小、耐化学腐蚀、绝缘性能好等等)。
因此被普遍应用于火箭、导弹、航空、造船、汽车、化工、电器、铁路以及一般民用等工农业部门中。
目前世界各国都非常重视研究和发展玻璃钢材料,迄今为止,人们不但研究试制成功各种各样有特殊性能的玻璃钢材料产品,而且研究成功各种各样的成型工艺。
第二章玻璃钢基础知识1、玻璃钢的发展历史1940年,美国一家实验室的技术人员不小心将加有催化剂的不饱和聚酯树脂倾倒在玻璃布上,第二天发现固化后的这种复合材料强度很高,玻璃钢遂应运而生。
1942年第一艘玻璃钢渔船问世;玻璃钢管试制成功并投入使用。
二战其间,美国以手工接触成型与抽真空固化工艺,制造了收音机雷达罩与副油箱;利用胶接技术制作了玻璃钢夹芯结构的收音机机翼。
1946年发明了以纤维缠绕法生产压力容器的方法。
1949年预混料DMC(BMC)模压玻璃钢面试。
1950年真空袋与压力袋成型工艺研究成功;手糊环氧玻璃钢直升收音机旋翼面市。
20世纪50年代末,前苏联成功将玻璃钢用于炮弹引信体等军品及化工器材的生产。
1961年德国率先开发片状模塑料(SMC)及其模压技术。
1963年玻璃钢波形瓦开始机械化生产,美、法、日先后有高生产率的边疆生产线投生。
1972年美国研究成功干法生产的热塑性片状模塑料。
20世纪80年代,开发了湿法生产的热塑性片大辩论模塑料。
瑞士、奥地利离心法成型玻璃钢管得到发展;意大利工业化纤维缠绕玻璃钢管生产线技术成熟,产品大量使用于石化、轻工、轮船等领域。
1956年,时任重工业部副部长、后任建材工业部长的赖际发同志赴前苏联考察玻璃钢。
俄文称玻璃钢为“玻璃塑料”(CTEKJIOIIJIACTHHK),当时中文里没有相应的词。
想到材料内有玻璃,强度又高,就叫“玻璃钢”。
这就是“玻璃钢”一词的由来。
2、主要材料2.1 树脂:玻璃钢所使用的树脂主要分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。
通常玻璃钢以热固性树脂为主,根据结构成分的不同,热固性树脂分为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧改性乙烯基树脂。
环氧树脂主要用于耐腐蚀、高强的领域,像航空航天领域一般就是用的这类树脂。
酚醛树脂主要用于防腐领域。
现在用的最多的则是不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂,这类树脂在常温下即可成型,操作比较方便。
同时性价比较高,所以被广泛应用。
树脂树脂本义上为一种高分子聚合物,其定义是:相对分子量不确定但通常较高,常温下呈固态、中固态、假固态,有时也可以是液态的有机物质。
具有软化或熔融温度范围,在外力作用下有流动倾向,破裂时常呈贝壳状。
广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。
一般不溶于水,能溶于有机溶剂。
按来源可分为天然树脂和合成树脂;按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。
从定义中可以看出树脂是一种混合物,用于制造玻璃钢的为热固性树脂,其特点是在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下,进行化学反应,交联固化成为不溶不熔的物质。
常见的热固性树脂有:不饱和树脂(UP)、乙烯基树脂(VE)、环氧树脂(EP)、聚氨酯树脂(PU)、酚醛树脂(PF)、呋喃树脂等。
热塑性树脂的特点是具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。
凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。
常见的热塑性树脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET、PBT)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚苯乙烯(PS)等等。
2. 2 胶衣gel coat:胶衣是在不饱和聚酯树脂中加入颜料和触变剂等分散而成的。
主要作用是对玻璃钢制品表面的装饰和对结构层的保护。
胶衣英文名称gel coat,它是在树脂中加入颜料和触变剂等分散而成的玻璃钢(FRP)及台面面漆用来开发的着色触变性产品。
所谓触变性指物体(如树脂、涂料)受到剪切时,稠度变小,停止剪切时,稠度又增加。
或受到剪切时,稠度变大,停止剪切时,稠度又变小的性质。
即一触即变的性质。
胶衣本质上也属于一种特殊的树脂,其主要作用是对玻璃钢制品的表面装饰和对结构层的保护。
按树脂基体不同分不饱和聚酯类、乙烯基类、环氧类胶衣。
2. 3 阻燃剂(填料):阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。
多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
阻燃剂分为添加型和反应型。
添加型阻燃剂主要是通过在树脂中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。
反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团,从而提高材料的抗燃性。
在阻燃剂类型中,添加型阻燃剂占主导地位,使用范围比较广。
常用阻燃剂类型有氢氧化铝、玻璃微珠等。
2.4 促进剂:可以提高树脂反应速率的一种用量较少的物质。
促进剂:与催化剂或固定剂并用时,可以提高反应速率的一种用量较少的物质。
2.5 固化剂:树脂的固化是经过缩合、闭环等化学反应使热固性树脂发生不可逆的变化过程。
固化剂能使树脂(胶衣)发聚合或交联作用而转变成硬化材料。
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。
树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。
说到固化剂与促进剂,必须着重强调一下安全问题。
固化剂具有很强的腐蚀性,因此要做好防护措施,不能直接接触到人体。
另外,与树脂或胶衣专用的促进剂混合会发生起火,甚至爆炸。
因此为了避免发生事故,两者一定要分开储存。
往树脂或胶衣中添加时一定要先加促进剂,搅拌均匀后,再添加固化剂。
(这一点需要切记,关乎到人身安全)2.6玻璃纤维: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米个微米,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。
玻璃纤维(fiberglass或Glass fiber)是一种无机非金属材料,由矿石(主要成分为二氧化硅)或玻璃球,经高温熔融,拉制成直径为几微米到二十几个微米的单丝,再络成原丝。
原丝又可加工成各种玻璃纤维制品,包括常见的短切毡、方格布、轴向布、复合毡等。
3、玻璃钢的理化性能3.1 玻璃钢的特性3.1.1 轻质高强相对密度在1.5-2.0之间,只有碳钢的1/4-1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。
因此,在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效。
某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
3.1.2 耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。
已用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
3.1.3 电性能好是优良的绝缘材料体。
高频下仍能保护良好介电性。
微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
3. 1.4 热性能良好FRP热导率低,室温下为1.25-1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100-1/1000,是优良的绝热材料。
在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
3.1.5 可设计性好可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性;可以充分选择材料来满足产品的性能,如:可以设计出耐腐的、耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的等产品。
3.1.6 工艺性优良可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺;工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。
3.2 玻璃钢的不足3.2.1 弹性模量低FRP的弹性模量比木材大两倍,但比钢(E=2.1×106)小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足,容易变形。
可以做成薄壳结构、夹层结构,也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。
3.2.2 长期耐温性差一般FRP不能在高温下长期使用,通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上,强度有明显下降。
3.2.3 老化现象老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。
3.2.4 层间剪切强度低层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。
可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力,最主要的是在产品设计时,尽量避免使层间受剪切力。
4.玻璃钢有哪些市场应用玻璃钢材料因其独特的性能优势,已在航空航天、铁道铁路、装饰建筑、家居家具、广告展示、工艺礼品、建材卫浴、游艇泊船、体育用材、环卫工程等十多个行业中广泛应用并深受赞誉。
玻璃钢制品不同于传统材料制品,在性能、用途、寿命属性上大大优于传统制品。
其易造型、可定制、色彩随意调配的特点,深受商家和销售者的青睐,占有越来越大的市场比分,前景广阔!第三章常见玻璃纤维毡的种类1、玻璃纤维针刺毡玻璃纤维针刺毡广泛用于碳黑、钢铁、有色金属、化工、焚烧等行业。
在国内,工业过滤材料是玻纤针刺毡的主要应用领域。
玻璃纤维针刺毡用于汽车内的装饰以及吸音、隔热、减震、阻燃等方面,它有助于汽车的轻量化与空间的有效利用;针刺毡可以与再生纤维复合,可以作车顶和车门的衬垫、发动机车盖(粘附于内侧)发动机与车厢的隔板、行李箱的衬垫。
利用针刺毡的微孔性所具有的保温、隔热的效果,可以将其用于管道各种发热件的保温隔热。
利用针刺毡的过滤、吸音效果,可以用于汽车、摩托车通用汽油机等的消音除尘器,广泛用于宾馆、娱乐场所、专业音房的隔音、消潮、防火。
此外玻纤针刺毡还可用于土工布,绝缘材料等。
2、玻璃纤维连续原丝毡玻璃纤维连续原丝毡是以连续玻璃纤维原丝为主要原料,该种含非溶性粘结剂的无纺连续原丝毡可在非填充或填充树脂系统中,可与不饱和聚酯、环氧、酚醛及聚胺脂树脂相容。