热固性复合材料成型工艺 ppt课件

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FRP工艺培训-成型[可修改版ppt]

在交通运输方面，为了使交通工具轻型化、节约耗油量、提高使用寿命和安全系数，目前在交通工具上已经大量使用复合材料。汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件；火车上有车厢板、门窗、座椅等；在船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等，目前我国制造的玻璃钢渔船最长达33米。在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模。
模压件；
1950年真空袋和和压力袋成型工艺研究成功； 1960年玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到应用； 1961年片状模塑料（Sheet Moulding Compound简称SMC）在法国问世； 1963年前后美、法、日等国先后开发出高产量、大幅宽、连续生产的玻璃纤维
复合材料板材生产线；
拉挤成型工艺50年代开始研究，60年代中期实现连续化生产，70年代又有了这重大技术突破；
FRP工艺培训-成型
• 复合材料：有两种或是两种以上不同性质的或不
同形态的原材料，通过复合工艺组合而成的一种材料，它既保持了原组分材料的主要特点，又具备了原组分所没有的新型能的一种多相材料。
• 复合材料的特点：
1.可设计性；
2.材料与结构的同一性；
3.发挥复合效应的优越性
4.材料性能对工艺的依赖性（复合材料结构形成过程中有组分材
• 当今复合材料的树脂基体仍以热固性树脂
为主。根据2000年的统计，全世界树脂基复合材料制品种类超过40000种，总产量达 600万吨，其中高性能树脂基复合材料产量超过300万吨，高性能热塑性复合材料产量为120多万吨。
树脂基复合材料的应用领域十分广阔，表1为美国、西欧、日本等几个主要国家的树脂基复合材料在汽车、建筑和造船等工业中用量比例。
料的物理和化学的变化，过程非常复杂，因此构建的性能对工艺方法、工艺参数、工艺过程等依赖性较大，同时也由于在成型过程中很难准确地控制工艺参数，所以一般来说复合材料的性能分散性也比较大。

热固性塑料的成型加工培训教材实用PPT(31张)

第八章热固性塑料的成型加工
热固性塑料以体型结构的聚合物为主要成分，与热塑性塑料不同，它受热不具有熔体流动性。
热固性塑料成型加工的特点是，所用原料树脂为分子量较低的线型或支链结构的预聚体，其分子内含有反应性基团，在成型为塑料制品的过程中同时发生固化反应，即由线型或支链型结钩转变为体型结构聚合物。
2020/10/24
第八章热固性塑料的成型加工
热固性塑料模压制品的热处理，也称后烘处理，是将制品置于适当温度下加热一段时间，然后随加热装置一起缓慢冷却至室温。
模压制品经过热处理后，其固化更趋完全，水分及其它挥发物的含量减少，成型过程中产生的内应力得以降低或消除，有利于稳定制品的尺寸，提高其耐热性、电绝缘性和强度等。
2020/10/24
第八章热固性塑料的成型加工
(5)脱模
脱模通常是靠顶出杆来完成的，带有成型杆或某些嵌件的制品应先用专门工具将成型杆等拧脱、而后再进行脱模。
(6)模具吹洗
脱模后，通常用压缩空气吹洗模腔和模具的模面，如果模具上的固着物较紧，还可用铜刀或铜刷清理，甚至需要用抛光剂拭刷等。
2020/10/24
(3)排气
模压热固性树脂时，常有水分和低分子物放出，为了排除这些低分子、挥发物及模内空气等，在模腔内树脂反应进行至适当时间后，可卸压松模很短时间以排气。
排气操作能缩短固化时间和提高制品的物理机械性能，避免制品内部出现分层和气泡;但排气过早、过迟都不行，过早达不到排气的目的;过迟则因物料表面已固化气体排不出。
2020/10/24
第八章热固性塑料的成型加工
为了提高制品的质量和便于模压的进行，在模压前还通常对物料进行加热，以除去水分为目的的加热称为干燥，以提供热料便于模压为目的则称为预热，在很多情况下加热的目的常是两者兼有。

复合材料制备的技术讲义模压成型实例ppt课件

火箭发动机喷管耐热内衬原材料性能指标
产地北京251厂陕西玻璃纤维总厂吉林碳素纤维厂
游离酚（%） 11.22 SiO2含量（%） ≥ 96 含碳量（%）精选ppt≥课件92
主要性能指标固体含量（%） 98.09% 径向强力（N/mm） 486/25 径向强力（N/mm） 800/25
精选ppt课件
3
4.3 模压成型工艺过程（1）模压工艺流程
模压料计量、预热或预压
冷模具
模具预热
涂脱模剂
嵌件放置
加模压料
合模
模具清理
脱模
保压固化
排气
后处理
精选ppt课件
4
①模压料预热目的 ➢提高物料流动性，可预压成型，便于装模； ➢去除物料中大部分的水分和挥发物，提高制品性能； ➢降低模压压力，减少对型腔的磨损，延长模具的使用寿命；
模具预热
制
品
装模，初始压力制
备
成型压力，保温2h
胶液配精置选ppt课件
脱模，修整
23
6、模压工艺参数确定（根据树脂的放热曲线） 616＃氨酚醛树脂DTA曲线特征温度
固化过程编号
峰始温度/℃ 峰顶温度/℃
1
87
145
2
89
147
3
85
143
4
90
148
平均
88
146
结束温度/℃ 180 180 180 180 180
温度，也不易成型结构复杂的制品。因此，应根据模压料的流动性能
来选定合适的工艺参数。
精选ppt课件
15
（3）防眩板模压工艺参数的确定
防眩板各部位的厚度不一。根部厚度最大，为10mm。两边厚度次之，为6mm。中间厚度最薄，仅为3mm。制品属薄壁结构，形状较为复杂。当防眩板用铁架、螺栓固定竖立后，作为一种悬臂梁受力构件，要求制品具有较好的抗折强度和弹性，以满足使用要求。从制品性能、结构和形状要求来看，采用较大的成型压力和较高的成型温度是较理想的。压力大，温度高，有利于提高制品的强度，且容易成型薄壁制品。模温高，与固化放热峰的温差就大，制品的表面质量较好。考虑到模压料的性能与生产效率，合适的保温时间是非常重要的。保温时间太短，制品有可能固化不完全；保温时间过长，生产效率低。

复合材料工艺及设备 ppt课件

增强材料
涂脱模剂
原材料手糊成型
固化脱模制品检验后处理专用47手糊工艺视频
专用48定义：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺专用6树脂基复合材料
玻璃/酚醛高硅氧/酚醛涤纶/酚醛碳/酚醛碳/环氧蜂窝夹层结构复合材料经编复合材料多维整体编织织物复合材料耐高温树脂基料
碳基复合材料：
整体毡碳/碳低密度碳/碳多维整体编织碳/碳
陶瓷基复合材料：
石英织物增强，纤维在闭模中铺好，树脂在重力或外压的作用下注入模子。
工艺因素：
(1)树脂对纤维的完全浸润 (2)树脂粘度 (3)树脂与纤维之间的界面的表面张力 (4)纤维体积百分数高，直径细小，完全浸润需长时间和高压。专用342、预浸润
第一步：生产预浸料把纤维和树脂铺在两张硅化纸或塑料薄膜之间，再对它加压或辊压，确保压实和纤维浸润，然后部分固化得到浸有树脂的纤维带或片。该步工艺优点：单向层中的纤维定向程度极好。
纤维的原子排列，化学性能高分子基体的分子结构和化学组成例：纤维的高模量、高强度性能使它成为理想的负荷载体，但必须有一种模量较低的基体把它牢固地粘结起来，使任何一根纤维的断裂，对整体的强度影响不大。这就要求纤维对基体有良好的浸润性，但玻纤和碳纤对树脂的浸润性是相当差的，表现在层间剪切上。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
绪论
复合材料分类
金属基复合材料树脂基复合材料无机非金属基专用5金属基复合材料
金属基复合材料
硼/铝复合材料碳化硅纤维/铝复合材料

热固性材料2 2演示课件

R为—CH2）7—CH==CH—CH2—CH—（CH2）5—CH3
39
聚氨酯生产中的主要原料
40
聚氨酯生产中的主要原料
41
聚氨酯生产中的主要原料
? 扩链剂常用醇和胺作扩链剂。
42
聚氨酯泡沫塑料的生产
? 简介 ? 聚氨酯发泡原理
泡沫的形成泡沫的生成泡沫的增长泡沫的稳定
43
聚氨酯泡沫塑料的生产
缩合聚合反应：
4
逐步加成聚合反应：
5
逐步加成聚合反应: 通过单体分子官能团之间相互发生加成作用而不析出分子副产物的逐步聚合反应，称为逐步加成聚合反应，又称为聚加成反应。
6
7
8
9
10
11
12
聚氨酯的结构
13
聚氨酯合成原理
异氰酸酯化学异氰酸酯反应活性异氰酸酯分子式 R—N=C=O 异氰酸酯共振结构式:
交联反应加热交联:
60
聚氨酯橡胶的生产
固化剂交联:
61
聚氨酯橡胶的生产
? 聚氨酯结构与物性的关系
链段结构:
62
聚氨酯橡胶的生产
交联结构：化学交联：提高聚氨酯橡胶的耐油、耐溶剂性和耐磨性、减小永久变形。物理交联：脲基内聚能比氨基甲酸酯基大，用胺作扩链剂或固化剂比用醇作扩链剂或固化剂形成的橡胶强度高。
二步法中、高分子量环氧树脂制造工艺流程
1—溶液贮罐；2—过滤器；3—溶解槽；4—反应釜；5—薄片器
1
环氧树脂的交联
加入固化剂，可以得到交联的环氧树脂。固化剂一般有三类（1）胺；（2）多功能胺；（3）酸酐。
环氧树脂的亲核取代反应
2
环氧树脂与二元胺的反应
3

热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射催化等固化成型后分析课件

循环利用与回收：随着环保意识的提高，对废弃物处理和资源回收的要求也越来越高。未来，热固性塑料的循环利用和回收将成为行业发展的重要趋势之一。通过开展废弃物分类、回收和再利用工作，可以减少废弃物的产生和对环境的污染，同时提高资源的利用效率。
THANK YOU
热固性塑料是指经加热或其它方法如辐射催化等固化成型后分析课件
• 热固性塑料概述 • 热固性塑料的种类与性能 • 热固性塑料的固化成型工艺 • 热固性塑料的加工与成型 • 热固性塑料的性能测试与评估 • 热固性塑料的应用案例与前景
01
热固性塑料概述
定义与特性
定义
热固性塑料是一种高分子材料，其分子链在加热或其它方法如辐射催化等作用下，能够相互交联，形成三维网络结构，具有不可逆的固化性质。
随着环保和可持续发展逐渐成为全球共识，热固性塑料也面临着新的挑战和机遇。未来，热固性塑料的发展将更加注重环保和可持续发展趋势，包括以下几个方面
生物基热固性塑料：利用生物质资源为原料制成的热固性塑料将成为未来的研究热点之一。生物基热固性塑料不仅可以减少对石油资源的依赖，还可以降低生产过程中的碳排放量。通过生物技术的不断进步，可以进一步提高生物基热固性塑料的性能和降低成本。
在航空航天领域，热固性塑料被广泛应用于制造机翼、机身、起落架等部位。它们不仅可以提高飞机的性能和安全性，还可以降低飞机的重量和成本。此外，热固性塑料还被用于制造火箭和卫星等航天器的结构部件和内部部件。随着航空航天技术的不断发展，该领域对热固性塑料的需求也在不断增加。
前景展望：环保与可持续发展趋势
加热固化过程中，需要控制好温度和时间，避免出现固化不充分或者过度交联等现象，同时还需要注意防止模具温度过高而引起塑料分解等问题。

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❖ 缺点：
劳动密集型的成型方法，生产效率低—喷射成型工艺制品质量与操作者的技术水平有关生产周期长制品力学性能较其他方法低—袋压成型工艺
原材料
❖ 玻璃纤维及其织物
选择依据：容易被树脂浸润
有较好的形变性满足制品的性能要求价格便宜种类：无捻粗纱
无捻粗纱布短切原丝毡加捻布玻璃布袋
❖ 热固性树脂
模具的结构形式
模具的结构
单模阳模对模阴模
拼装模
❖ 模具材料选择：
（1）木材
要求均质、无节。常用红松、银杏、枣木等。木材模具表面需要封孔处理。其特点是质轻、易加工；但不耐久。适合于小批量生产小型制品。
（2）石膏
用半水石膏成型。制造简便，造价低；不耐用，怕冲击，适合于小批量生产形状复杂的制品。
❖ 缺点：甲苯有毒
❖ 优点：脱模容易，成模速度快
3 蜡类、油酯类脱模剂（1）蜡类脱模剂（蜡型脱模剂）
使用方便、省工省时、价格便宜，脱模效果好，使用广泛。
（2）油酯类脱模剂
a、硅酯脱模剂
硅酯甲苯
100份 100份
b、其他油脂脱模剂
耐热机油，硅油，凡士林油，变压器油等。
4 脱模剂复合使用
对大型制品或外型复杂的制品，多采用几种脱模剂复合使用，效果较好。
（2）过氯乙烯脱模剂配方：过氯乙烯粉5～10份甲苯＋丙酮（1：1）95～90份按比例将物料与溶剂混和搅拌，放入密闭容器中（不
能用塑料容器）等完全溶解后即可使用。（3）聚苯乙烯溶液脱模剂
配方：聚苯乙烯粉 5份甲苯 95份
称量混合，搅拌均匀后，密封放置7天左右，若完全溶解，搅拌均匀即可使用。
填料
• 目的：降低固化收缩率和热膨胀系数，减少固化时的发热量以防龟裂改善制品的耐热性、电性能、耐磨耗性、表面平滑性及遮盖力，提高黏度或赋予触变性降低成本
• 要求：在树脂中的分散性好，吸油量少，不影响树脂固化和贮存稳定性
• 常用填料：碳酸钙（最普遍，赋予体系触变性）石棉、铝粉（提高冲击强度）石英粉、氧化铝（提高压缩强度）氧化铝、氧化钛（提高黏附力）三氧化二锑（提高阻燃性）金属粉、石墨粉（提高导热性和导电性）滑石粉、石膏粉（降低成本）
常用钢材、铸铝等。耐久、不易变形；但加工费用高。适合于小型、大批量生产的高精度制品。（8）玻璃钢
由木模或石膏模翻制。质轻、耐久、制造方便。适合于中小型制品的批量生产。
力学性能、耐腐蚀性能好固化收缩率低脆性较大
酚醛树脂
黏度小，浸润性好
阻燃性能好，燃烧时烟密
在较低温度下，固化周期度低，毒性小
长
价格便宜较贵
便宜
辅助材料
脱模剂
脱模剂应具备的条件：（1）不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小；（2）成膜迅速、均匀、光滑；（3）使用简便、安全，价格便宜。
内脱模剂用于模压和热固化
颜料糊
•
要求
① 在树脂中易分散，无色斑和分色现象，着色力大
② 不影响树脂的黏度和固化
③ 有机过氧化物的存在或成型时加热不会变色或褪色
④ 贮存时不会引起树脂凝胶、色泽沉降或分离等现象
•
种类
① 有机颜料：着色力强、分散性好、透明度高 ② 无机颜料：耐候性、耐氧化性和耐溶剂性好
触变剂
• 触变性：在混合搅拌、涂刷等动作状态下，树脂黏度变低，而静止时黏度又变高的性质
要求：
① 能够配制成黏度适宜的胶液 ② 能在室温或较低温度下凝胶、固化，固化时无低分子物产生 ③ 无毒或低毒 ④ 价格便宜，来源广泛
工艺性能
制品性能
不饱和聚酯树脂
黏度小，浸润性好
力学性能低，耐酸性好
胶液的使用期调节范围广固化收ห้องสมุดไป่ตู้率大，表面质量
较差
环氧树脂
黏度较大，使用时要加入稀释剂固化剂用量变动范围小，胶液使用期不易调整用胺类化合物作固化剂时毒性较大
面层
短切毡
短切毡或粗砂布短切毡表面毡胶衣层脱模剂模具
典型的手糊成型复合材料结构
实例1 餐桌椅手糊成型
实例2 张家界景区游览车复合材料车体的手糊成型
❖ 优点：
操作简便，操作者容易培训设备投资少，生产费用低能生产大型的和复杂结构的制品制品的可设计性好，且容易改变设计模具材料来源广可以制成夹层结构
热固性复合材料成型工艺
手糊成型工艺
➢ 概述原材料模具手糊成型工艺 ➢ 喷射成型工艺 ➢ 袋压成型工艺 ➢ 复合材料夹层结构的制造
概述
❖ 定义：用手工或在机械辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，树脂固化形成复合材料的一种成型方法。
❖ 工序：①增强材料剪裁②模具准备③ 涂擦脱模剂④喷涂胶衣⑤成型操作⑥ 固化⑦脱模⑧修边⑨装配⑩制品。
• 测定：6转每分钟与60转每分钟时的黏度比（>1.2） • 常用触变剂：气相二氧化硅（10~20μm）
聚氯乙烯细粉膨润土超细碳酸钙 • 用量：树脂的1~3% • 作用：在立面上成型时防止树脂流挂、滴落、麻面使成型操作容易进行
模具
❖ 模具设计的基本原则
符合制品设计的精度要求有足够的强度和刚度容易脱模造价便宜，材料容易得到
❖ 优点：脱模效果好，使用方便，材料易得。
❖ 缺点：薄膜的柔韧性、帖服性差，不能用于形状
复杂的制品。
2 混合溶液型脱模剂（1）聚乙烯醇脱模剂的配制
在搅拌状态下，用水将聚乙烯醇加热溶解（水温约 95℃），冷却到室温，往里滴加乙醇或丙酮（边加边搅拌）
。加入甘油可增加膜的柔韧性；加入少量洗衣粉，可使成膜均匀；加入少量蓝、红墨水可防止漏涂；需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。
❖ 脱模剂按用途分为外脱模剂用于手糊和冷固化
薄膜型脱模剂
❖ 按性状分为混合溶液型脱模剂
油蜡型脱模剂
1 薄膜型脱模剂
最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。
其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般为 0.04 mm 、0.02 mm。
❖ 使用方法：铺在模具上，或用凡士林贴在模具上。
（3）水泥
制造方便，成本低，有一定强度，适合于制造形状简单，表面要求不高的制品。
（4）石蜡
适合于制作难以取出的型心，一次性使用，成型后融化掉。
（5）泡沫塑料：不取出的模芯部分（6）低熔点合金：58%铋和42%锡，熔点135oC
可溶性盐：60~70%磷酸铝，30~40%碳酸钠，5~8%偏硼酸钠，2%石英粉，用于不易取出的复杂模具（7）金属

热固性复合材料成型工艺 ppt课件

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