玻璃钢复习资料

1、“玻璃钢制品手糊及模压成型”课程复习重点复 材141一、考试题型1、名词解释（每小题3分，共15分）2、填空(每空1分，共15分)3、单项选择题（每小题2分，共40分）4、简答题（6道题中任选4题回答，共20分，每题5分）5、工艺论述题（1题，共10分）第一节1 .复合材料定义：复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。2 .树脂基复合材料定义：以有机聚合物为基体的纤维增强材料。树脂基复合材料的特点：(1)各向异性（短切纤维复合材料等显各向同性）；(2)不均质（或结构组织质地的不连续性）；(3)呈粘弹性行为； (4)纤维（

2、或树脂）体积含量不同，材料的物理性能差异；(5)影响质量因素多，材料性能多呈分散性。树脂基复合材料的分类：(1)热固性树脂基复合材料：环氧树脂复合材料、酚醛树脂复合材料、不饱和聚酯基复合材料、双马来酰亚胺基复合材料、有机硅基复合材料（2）热塑性树脂基复合材料：聚烯烃树脂、氟树脂、尼龙、涤纶、聚甲醛树脂复合材料3. 影响复合材料性能的因素：基体、增强体、基体和增强体相容性、工艺、界面、固化温度、树脂纤维比例4. 树脂基复合材料性能优缺点优点：（1）质量小，比强度高，比模量高（2)具有可设计性（3)电缘性好，透波材料（4)耐腐蚀，减振性能好（5)耐疲劳性能好缺点：（1）材料的工艺稳定性差（2）材料

3、性能的分散性大（3）不耐高温，易老化（4）抗冲击能力低(5)弹性模量低5.SMC熟化定义在基料的配制中，树脂用溶剂兑稀或溶解，制成树脂液，在放置一段时间后，黏度逐渐下降最终才趋于稳定，这时，树脂液的透明度也有所改善，这种树脂液，最适于进一步加工，这个过程，称为熟化。6.凝胶时间：液态树脂或胶液在规定的温度下由能流动的液态转变成固体凝胶所需的时间。对于热固性树脂，是指从添加催化剂后到形成凝胶所需的时间。7.触变性：即一触即变的性质。当物料受外力作用时，粘度显著下降，而当外力消除时粘度又逐渐恢复的特性。第二节8.玻璃纤维的微裂纹理论微裂纹假说认为，玻璃纤维的理论强度取决于分子或原子间的引力，其理论

4、强度很高，可达到2000MPa-12000MPa。微裂纹的存在，使玻璃在外力作用下受力不均匀，在危害最大的微裂纹处产生应力集中，从而使强度下降。玻璃纤维比玻璃的强度高很多，是因为玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少。此外，玻璃纤维的断面较小，随着断面积的减小，使微裂纹存在的几率也减小，从而使纤维强度增高。9. 玻璃纤维的分类及制造方法分类（1）以玻璃原料成分分类：根据玻璃成分中的含碱量分为：无碱纤维（E纤维） 电气性能、耐老化性能优良。中碱玻璃纤维（C玻纤） 耐酸性好，耐碱性不如E玻纤，生产成本低。有碱纤维（A玻维） 含碱量高于12%。高强纤维（S玻纤） 拉伸强度

5、高于E玻纤的35%。M-高弹玻纤。L-防辐射玻纤（2）以单丝直径分类（2-4可不背，了解内容）粗纤维：其单丝直径一般为30um初级纤维：其单丝直径大于20um；中级纤维：单丝直径10-20um高级纤维：（亦称纺织纤维）其单丝直径3-10um。对于单丝直径小于4um的玻璃纤维又称为超细纤维。（3）以纤维外观连续纤维：连续纤维是无限延续的纤维，主要用漏板法拉制而成，经纺织加工后，可以制成玻纱、绳、布、带、无捻粗纱等制品。定长纤维：其长度有限，一般在300-500mm，但有时也可较长玻璃棉：也是一种定长玻璃纤维，其纤维较短，一般在150mm以下或更短。在形态上组织蓬松，类似棉絮，故又称短棉，主要作保

6、温、吸声等用途。此外，还有短切纤维、空心纤维、玻璃纤维粉及磨细纤维等。（4）以纤维特性分类 高强玻璃纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维（指无碱及中碱玻璃纤维）；光学纤维；低介电常数玻璃纤维；导电纤维等。制造方法（1）坩锅法拉丝工艺（2）池窑法拉丝工艺10.玻璃纤维的热处理：热处理法是在340350下，将玻璃纤维处理1015min，脱去其表面的石蜡乳剂，这样可提高相应模压制品的力学性能。 11.在玻璃纤维生产中的拉丝工序时，常采用的浸润剂有何不同？纺织型浸润剂:其作用仅是在玻璃纤维拉丝和纺织加工过程中使单丝集束并润滑和保护纤维,满足纺织工艺要

7、求。增强型浸润剂:不仅要求它能使单丝集束并润滑保护纤维,满足纺织工艺要求,更重要的是使玻璃纤维具有能和被增强的基体材料有很好的结合能力。12. 玻璃纤维三辊切割机的工作原理：P94页纤维在旋转的切割机与垫辊之间被切断并被喷射气流吹散而连续向外喷出。第三节13.手糊成型的定义及其优缺点定义：指在涂好脱模剂的模具上，一边铺设增强材料，一边涂刷树脂直到所需制品的厚度为止，然后通过固化和脱模而取得制品的这一成工艺。优点：不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产设备简单，投资少，见效快，设备折旧费低工艺简便，生产技术易掌握，只需要经过短期培训即可进行生产易于满足产品设计要求，可以在

8、产品不同部位任意增补增强材料制品树脂含量较高，耐腐蚀性好 缺点：生产效率低卫生条件差，气味大产品力学性能较低劳动强度大，不易大批量生产14.喷射成型的定义及其优缺点定义：将分别混有引发剂和促进剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧喷出，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，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。 优点：用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本 生产效率比手糊的高24倍 产品整体性好，无接缝 可用较少设备投资实现中批量生产 可自由调整产品壁厚及纤维与树脂比例缺点：树脂含量高，制品强度低；产品只能做到单面光滑；

9、污染环境，有害工人健康。15. 手糊成型使用的原材料树脂 增强材料（玻纤） 固化剂 促进剂 填料 稀释剂 脱模剂 16. 模压成型使用的原材料合成树脂 固化剂（引发剂）、促进剂、稀释剂、表面处理剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂（颜料）和填料 增强材料（玻璃纤维）第四节17.手糊成型模具分类：玻璃钢模具 木质模具 石膏-砂模具 橡胶模具 石蜡模具 金属模具硬质泡沫塑料模具 红沙模 水泥模18.手糊成型工艺的流程：先在清理好或经过表面处理的模具成型面上涂抹脱模剂，待充分干燥好后，将加有固化剂(引发剂)、促进剂、颜料糊等助剂并搅拌均匀的胶衣或树脂混和料，涂刷在模具成型面上，随后在其上铺放裁剪好的玻璃

10、布 (毡)等增强材料，并注意浸透树脂、排除气泡。重复上述铺层操作，直到达到设计厚度，然后进行固化脱模。19.手糊成型工艺的工艺参数：1.厚度的控制（T-制品厚度 m-材料厚度 k-厚度常数） 2.树脂用量的计算20.手糊成型树脂胶液的工艺性胶液的工艺性是影响手糊制品质量的重要因素，胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。（1）胶液粘度：胶液粘度表征流动特性，对手糊作用影响大，粘度过高不易涂刷和浸透增强材料，粘度过低，在树脂凝胶前发生胶液流失，使制品出现缺陷。树脂粘度控制在0.2-0.8Pa.s之间为宜。粘度可通过加入稀释剂调节。（2）凝胶时间：指在一定的温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂

11、或固化剂后，从粘流态到失去流动性变成软胶状态时所需时间。21.手糊制品中常见的缺陷及解决方法（1）胶衣的缺陷A皱纹。（产生原因：喷涂的胶衣太薄；固化剂、促进剂用量不足；模腔里残存有苯乙烯单体；气温太低；胶衣固化不足就开始糊制；胶衣层厚度不均）（防治方法：喷涂树脂量应达到500-600g/m2；根据不同的气温和湿度，调整加入量；用吹风机吹出；鼓热风或用红外灯加热；正确判断固化状态，确定固化时间；均匀涂刷或喷涂）B裂纹。（产生原因：固化剂、促进剂用量过多；固化时热量过大；受到强烈阳光照射；胶衣太厚）（防止方法：调整加入量；调整加热温度，不要局部加热；固化时避免强日光照射；涂刷或喷涂厚度要适当）C变

12、色。(产生原因：固化剂、促进剂用量过多；胶衣流挂；颜色分离；胶衣厚度不均)（防治措施：根据不同气温调整比例；调整室温，提高粘度；降低粘度和喷灌压力，喷涂得薄些；均匀喷涂和涂刷）（2）制品褶皱（产生原因：拐角处圆弧半径R过小；脱模用石蜡，使胶衣与模具太易分离；制品局部厚度过大；曲率半径小的部位粗纱含量过多；胶衣厚度不均，后固化加热不均）防止方法：曲率半径要大一些，但不宜超过10R；模具使用23次后涂刷一次石蜡；增强材料铺放是错开重叠位置，拐角处防止胶集聚；控制粗纱加入量，浸渍时，要除掉过剩的树脂；拐角处胶衣不能过多，避免局部加热，固化剂用量要适宜（3）翘曲和变形（产生原因：聚酯树脂固化收缩率大，

13、加入苯乙烯过量；固化剂和促进剂用量过大；制品壁厚太薄（特别是箱形制品）；制品厚度不均匀或不对称；树脂集聚；加热后处理时机不适宜；加热后处理温度不均；脱模时机不适宜（脱模过早，制品未充分固化）防止方法：加入适量的CaCO3粉料，控制苯乙烯加入量；加入适量固化剂和促进剂；在易变形的部位增大惯性矩；制品设计应避免壁厚悬殊，力求对称；树脂粘度小时，注意低凹处或沟槽处胶液积存；对厚壁制品成型后，放置一段时间后再加热后处理；应使模具均匀受热，避免放在热风口附近；制品须固化到一定程度方可脱模第五节22.模压成型工艺定义及其优缺点（P118）定义：将一定量的模压料（粉状、粒状或纤维状等模压料）放入金属对模中，

14、在一定温度和压力作用下，固化成型制品的一种方法。优点：重现性好，不受操作者和外界条件的影响；操作处理方便；操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；流动性好，可成型异形制品；模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅降低设备和模具费用；纤维长度4050mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；所得制品表面粗糙度低，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想；生产效率高，成型周期短，易于实现全自动机械化，生产成本相对较低。缺点：模具制造复杂，投资大；受压机限制，只适合于大批量生产小型复合材料制品。23.计算题，手糊铺层，书上3道例题。（P4344）【例2.1】一手糊玻璃钢制品，壁厚5层

15、800g/m2的E型玻璃布糊制，玻璃纤维含量为55%（质量比），树脂密度为1.3g/cm3，求该制品壁厚。解：树脂与玻璃布质量比（10055）/55=0.818 单位面积树脂质量0.818×5×0.8=3.27(kg/m2) 玻璃布厚度5×0.8×0.391=1.564(mm) 树脂厚度3.27×0.769=2.514（mm） 铺层总厚度1.564+2.514=4.078（mm）【例2.2】一玻璃钢制品由一层300g/m2的E型玻璃毡和4层600g/m2的E型玻璃毡铺层，树脂胶液含40%填料（密度2.5g/cm3）、60%聚酯树脂（密度1.2g

16、/cm3）。树脂含量为70%（指的是聚酯树脂，不含填料），求铺层总厚度。 解：玻璃毡总质量1×0.3+4×0.6=2.7（kg/m2） 树脂与玻璃毡质量比=70/（10070）=2.33 树脂质量2.7×2.33=6.29（kg/m2） 填料质量6.29×（40/60）=4.19(kg/m2) 玻璃毡厚度2.7×0.391=1.056（mm） 树脂厚度6.29×0.837=5.265（mm） 填料厚度4.19×0.4=1.676（mm） 铺层总厚度1.056+5.265+1.6768（mm）【例2.3】玻璃钢制品由0.4中碱

17、方格布和不饱和聚酯树脂（密度1.3g/cm3）糊制，含胶量为55%，壁厚10mm，求布层数是多少？ 解：查表2.4得： Kf=0.408mm/（kg.m2），kr=0.769mm/（kg.m2） 查得0.4中碱方格布mf=340g/m2 树脂与玻璃纤维质量比c=55（10055）=1.222 n=A/mf（kf+ckr）=10/0.34（0.408+1.222×0.769）=22（层）24. 模压常用短纤维模压料和SMC模压料的制备工艺（比如SMC模压料的组成、熟化、活性稀释剂、非活性稀释剂、增稠剂及增稠原理、内脱模剂的脱模机理、低收缩添加剂的低收缩机理）² 模压常用短纤维

18、模压料的制备工艺（P122126预混法（1手工预混法 2机械预混法 3连续预混法）预浸法（1手工预浸法 2机械预浸法）浸毡法（操作顺序详见教材）² SMC模压料的制备工艺（1）SMC模压料的组成：不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、玻璃纤维、低收缩添加剂、填料、内脱模剂（2）熟化见第一节第5问。（3）活性稀释剂：在其化合物分子结构里含有活性环氧基或其它活性基团，能与环氧树脂及固化剂反应。（4）非活性稀释剂：不含有能参与固化反应的活性基团，而且时间长了还会游离出来，造成制品容易老化。（5）增稠剂：是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性

19、能和贮存稳定性。（6）增稠原理：1金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基COOH进行酸碱反应，生成碱式盐。2碱式盐与聚酯分子中的酯基（氧原子），以配位键形成络合物。（7）内脱模剂的脱模机理：便于脱模，提高效率，延长寿命，使产品表面光滑；尺寸合格，减少废品。（内脱模剂：是一些熔点比模型温度稍低的化合物，与液态物相容，但与固化后的树脂不相容，从树脂基体渗出，在模具和制品之间形成一层隔离膜。）（8）低收缩添加剂：填料、内脱模剂、着色剂等混合（9）低收缩机理：热塑性树脂热膨胀力阻止了聚酯固化时的收缩，热塑性树脂固化稍迟，虽然聚合物降温时也发生收缩，但此时周围热固性树脂已经固化，故只能形成局部微孔收缩而不能形成

20、整收缩。25. 模压制品发生收缩的主要原因热收缩与结构（化学）收缩（模压料、制品结构、模具结构、模压工艺）（一般模压料的热膨胀系数比模具材料大，制品脱模冷却后的收缩率大于模具收缩率，使得制品尺寸小于模具尺寸。树脂缩聚（或聚合反应），分子交联、链段之间更加紧密，低分子逸出等引起不可逆体积收缩。）ü 固化不足 模具型腔温差大 制品结构复杂，造成固化和冷却不均匀 物料流动性太大，物料内水分及挥发物含量高26.模压料的工艺性树脂流动性、固化速率、收缩率、压缩率（其含义为：指模压料在压制时的成型性及模压料的质量稳定性。）27.模压料（在层压中叫胶布）的质量标准、其含义及控制方法模压料的质量标准

21、：树脂含量、挥发物含量、不溶性树脂含量模压料的含义：用合成树脂浸渍增强材料，再经过烘干而成的模压制品的半成品。模压料的控制方法：树脂溶液的粘度 纤维的短切长度 浸渍时间 烘干条件28. 模压成型工艺参数（P137138）（1）快速成型：预热 温度、时间 模压 成型温度、成型压力、保温时间（2）慢速成型：装模温度、加压时机、成型压力、升温速度、成型温度、保温时间、降温方式、脱模温度、脱模剂29. 模压制品中常见的缺陷及解决方法（P138）常见缺陷产生原因解决办法制品表面起泡及内部鼓泡1物料中挥发物含量太大 2保温时间不够3模具温度过高或过低4成型压力小5模具内有其他气体6物料压缩比太大

22、，含空气多7加热不均匀1将料适当干燥或预热2调节模具温度3增加成型压力 4延长保温时间5降低闭模速度，模具开设排气槽，将料预热6进行预压，改变加料方式7改进加热装置缺料1物料流动性过大或过小2加料量不足3成型压力不足4模具型腔温度过高，物料固化太快5溢料1控制物料的流动性，严格控制物料质量，及时调整工艺 2增加加料量3增加成型压力4降低温度5缓慢加压，选择合适加压时机裂纹1金属嵌件过多或过大2预热温度不合适3结构设计不合理4顶出不当5物料不符合质量要求6成型温度和冷却速度不合适 1调整配方，优化制品结构设计和改进成型工艺2调整预热方式和预热温度3优化制品结构设计和改进成型工艺