高分子材料聚合物基复合材料

1、聚合物基复合材料Polymer MatrixComite Materials内容提要第一章第二章 第三章第四章第五章绪论基体材料增强及其表面处理复合材料成型方法引言知道，人类发展的历史和材料发关，历史学家把人类发展展的历史史按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代等来划分。也可以说，人们往往以人类的使用工具以及制造工具的材料进 步情况作为作为人类文明进步的一种标志。长期以来，人类为了生产和科学技术的进 步，一直不断的开发新材料。从材料的角度来看，任何一种单一材料都有其若干突出的优点，但也存在一些明显的缺点，而且这些缺点的改善有时又是非常的的。尤其是近三十年来科学技术发展迅速，特别是尖端科学技

2、术 的突飞猛进，对材料的性能提出了越来越高的要求。因此单一材料已经不能满足这种需求。研究发现，将两种或两种以上的材料采用某种方式复合后，可以制成一种新的材料（称之为复合材料）。这些新材料常常保留了原有单一组分的优点，同时克服或弥补了它的缺 点，并显示出一些新的特性。复合材料复合材料的出现和发展，是现代科学技术不断进步的结果，是材料设计方面的一个突破，复合材料一出现就引起了人们 的高度重视，并得到了迅速的发展。那么复合材料呢？第一章绪论1.1. 复合材料的定义和分类复合材料的定义基体材料和增强材料界面复合材料的分类 按形态分类按基体分类按材料作用分类其它1.1.1. 复合材料的定义关于复合材料的

3、定义人们说法不同。有人说“复合材料是由两种或者两种以上单一材料一些新性能的材料”，这种解释虽容易的具有理解，但从科学的角度来看，尚不完善，也不够确切。最具有说服力的定义是ISO（ernationalfor Standandization），即“复合anization材料是由两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。”基体材料和增强材料复合材料中存在两种或者两种以上的物理相，可以是连续的，也可以是不连续 的。其中连续的物理相称之为基体材料，而不连续的物理相以独立的形式分散在连续的基体中，即分散相。如果它对材料起到增强作用，则称增强材料。轮胎现代增强材料也有连续的情况，例

4、如三维编织用于复合材料的增强材料。界面在复合材料的两种组成部分中，即在基体和增强材料存在着一个界面，界面则对复合材料的性质起到非常重要的作用。在复合材料中，起增强作用，承受大部分载荷。基体和通过界面连接在一起，基体将载荷经界面传递给，不仅能够充分发挥纤维的抗张性能优异的特点，还能起到使载荷均匀分布和保护免遭外界损伤的作用。1.1.2. 复合材料的分类按材料作用分类功能复合材料特点：以功能性为主导，如电学、磁学、光学、热学、放射等性能结构复合材料特点：具有良好的力学性能，用于建造和构造结构的材料短复合材料连续复合材料粒状填充复合材料按增强材料的形态分类缠绕复合材料片状填充复合材料编织复合材料高分

5、子CM金属CM陶瓷CM同质物质 CM按基体分类依据增强材料的种类，则可分玻璃碳 有机金属陶瓷硼复合材料复合材料增强复合材料：Kevlar、复合材料（不锈钢）复合材料氧化铝、碳化硅、1.2. 复合材料的发展和应用2004年全世界复合材料产量为550万吨，中国位居世界第二，为102万吨。，到2010年中国复合材料产量将翻两番，达到400多万吨，从业将达到40多万，需要大量次。公元前5000年，中东人用沥青和芦苇复合在一起用来造船公元前3000年前，印度人用虫胶树脂制作复合板我国在时代故宫的建造中所使用了粘合剂茅草和泥土的复合建造房子复合材料的发展有三个过程复合材料作为一门学科，作为一种新兴的材料工

6、业，直到本世纪末40年代才出现。19401960 称为第一代。Glass fibers 增强即和CFRP。玻璃钢，同时出现了硼19601980 称为第二代。出现了KFRP、SiC、Al2O3金属增强增强。此间是先进复合材料的开发时期。复合材料的发展的三个过程19802000 是先进复合材料得到充分发展的时 期，称为第三代。在航空航天各领域得到了迅速的发展，并在各个领域得到应用，同时出现了纤维增强金属、纳米材料作为分散相等复合材料。1.3. 复合材料的应用建筑工业上的应用交通业船舶和近海工程防腐工程电子/电气工业航天航空和国防工业1.3复合材料的特点比强度和比模量高抗疲劳性好 减振能力好高温性能

7、好破损安全性好性能的各向异性及可设计性强1.4复合材料的特点（1）比强度和比模量高比强度和比模量的定义比强度和比模量是指材料强度和模量与材料密度之比值.为什么高分子的比强度高，较小，注意如钢、铅、玻璃钢、CF/环氧树脂、kevlar、硼比强度和比模量越大，这种结构材料制成同样强度构件的质量越小， 这对航空航天工业有着特别重要的意义。如宇宙飞船的质量减轻1kg，就可以使推送它的火箭减轻500kg的质量。材料力学性能比较材 料密度/ g/cm3抗张强度/GPa弹性模量/GPa比强度比模量钢7.81.012060.1326铝2.80.46740.1726钛4.50.941120.2125玻璃钢2.0

8、1.04390.5220CFII/Epoxy1.451.471371.0295CFI /Epoxy1.61.052350.66147Kevlar/Epoxy1.41.37780.98562.11.342060.6498硼/Epoxy2.650.981960.3774硼/铝1.4复合材料的特点（2）抗疲劳性好疲劳破坏：材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏。金属材料：抗疲劳性差，没有明显的预兆的突发性破 坏。裂纹一旦达到临界尺寸就突然断裂，其疲劳强度极限是其抗张强度的3050。复合材料：其抗疲劳破坏是从的薄弱环节开始，逐步扩展到界面上，破坏前有明显的前兆。1.4复合材料的特

9、点（3）减振能力好受力构件的自振频率正比于比模量的平方根。因此，复合材料的比模量大，自振频率高，在通常加载速度或频率下不容易因而快速脆断。同时，复合材料中的界面对振动产生的能量有 反射和吸收作用，故复合材料振动阻尼强。例如，在同样条件下产生的振动，轻合金需9秒才停止，而碳复合材料只需23秒停下。（4）高温性能好这一点是针对复合材料、陶瓷等材料而言的。而对有机是不适用的。如：PE、PA、PET250，PP250粘度0.138Pasr6090物的特点：耐热老化性能良好；热变形温度160；收缩率小。HCCHOHCCHHCCHCCHCHCH3+OHC H3CCHHCCHC C OCHH甲基3，6桥内次

10、甲基四氢甲基环戊二烯顺丁烯二酸酐邻苯二甲酸酐2.2.2.3. 咪唑类剂结晶性物质、毒性小、热稳定性好、适用期长、后树脂的热变形温度高等特点。代表：2乙基4甲基咪唑2.2.2.4. 潜伏性剂在室温下较为稳定，加热后可反应过程以BF3NH3CH2CH3为例。BF 3 NH 3 CH 2 CH 3BF 3 脲常用的有 BF 3六氢脲BF 3二乙基苯胺 BF3NH3CH2CH3H+ BF3NHC2H5性状：白色结晶物质，Mp8689，对ER用量15，当反应温度120时，较快。例如：150200后，热变形温度130160，伸长率13。但抗冲击性差，BF3有一定的腐蚀作用。另外，双胺,白色结晶粉末，Mp2

11、07，室温可保持6个月，150以上。2.2.2.5. 树脂类剂含有活性基团NH，CH2OH，SH，COOH，OH等低分子量高分子，如：酚醛树脂、聚酰胺。 酚醛树脂线性酚醛和热固性酚醛均可。a酚羟基环氧基OHOOCH2CHCH2+ H2CCHCH2OHb酚醛树脂中的羟甲基ER中的羟基和环氧基c酚醛树脂中的羟甲基环氧基线性酚醛树脂室温下较稳定，可与ER混合数月之久。150时也需几小时，可加入苄基二甲基，以加快反应速率。热固性酚醛树脂与ER混溶性好，易成型加工，r4050，条件：160 / 5hCH2OH + H2CCHCH2CH2OCH2CHOOHCH2OH + HOCHCH2OCH+ H2O酚醛

12、ER聚酰胺聚酰胺中的胺基（NH）可与环氧基反应，r40200，冲击性好等。胺基聚酰胺后树脂的尺寸稳定性和抗C O NH （ CH 2 ） 2 NH （ CH 2 ） 2 NH 2（ CH 2 ） 7CH CHCH （ CH 2 ） 7 C ONH （ CH 2 ） 2 NH （ CH 2 ） 2 NH 2CHCH CH 2 CHCH （ CH 2） 4Me CH （ CH 2 ） 5M e聚酰胺作为环氧树脂-挥发性和毒性小；-与树脂相容性好；-化学计量要求不严；剂的优点：-对物有增韧效果，提高抗冲强度；-放热效率低，适用期长。缺点：热变形温度较低，60左右。多元硫醇RSH + CH2CHCH2

13、RSCH2CHCH2OOH2.2.3. 其它辅助剂稀释剂降低ER的粘度，改善ER对各种添加剂的浸润性、渗透力以及增加性，改善树脂体系的工艺性能等。非活性稀释剂：不能与ER反应，纯属物理混合过程，加入量为515活性稀释剂：在其分子结构中含有环氧基，能与剂反应，参与性。过程，有时可增加体系的韧增塑剂（增韧剂）提高产物的抗冲击性，降低脆性，改善抗弯曲性能。酚醛树脂（概述enolic resin）来源：酚醛树脂通常是酚类和醛类的缩聚产物 苯酚，最为重要。特点：价格低廉、方便；耐烧蚀材料、耐热性好等。酚醛树脂的条件形成体型结构高聚物的条件：两种双官能度单体的官能度之和5,e.g.11，12，13, et

14、c.低分子化合物22线型高分子23, 24, 33，34，etc体型高分子酚醛树脂的条件OHOH酚类: 苯酚与反应有2个邻位和1个对位的 H 可参加反应，官能度为3。间位上的H和苯酚上的羟*CH3*基一般不参与反应。OH*3官能度：OHH3CCH3OH*2官能度：CH3醛类:有2个官能团，官能度2，如（使用最多，其它长链醛类较少使用）、乙醛、；CH3*反应路线：摩尔比1：1.5 （醛过量）811 碱性体型结构苯酚线型结构摩尔比1：0.8（酚过量）3,强酸性2.3.2. 热固性酚醛树脂树脂生成a. 苯酚和间的加成反应生成单元酚醇与多元酚醇的混合物b. 羟甲基酚与苯酚间的反应（缩合）C.羟甲基酚间

15、的反应（先成醚，再溢出）OHCH2OHCH2OH+ *OHHOCH2OH*CH OH2CH2OHCH2OH凝胶点的控制体型聚合中存在凝胶点，即凝胶化开始时的临界反应程度Pc。PPc时产生交联，不熔、不溶，在热固性酚醛树脂过程中要控制反应程度P苯酐（mole）：会使最终树脂的凝胶时间缩短，折射率和粘度降低，同时，点提高，耐溶剂和化学药品性能较好树脂的软化若顺酐2000；手写，不得电脑打印， 脑打印；上交时间；图形可考虑电作为平时成绩，连同考勤；不得。第三章增强及其表面处理内容提要概述3.13.23.33.43.53.6玻璃碳及其表面处理芳香族聚酰胺聚芳酯（芳香族聚酯）HSPE及其表面处理3.1

16、概述：在CM中，材料的力学性能（强度和模量等）主要由增强材料决定的，因此，对增强材料的要求比较高，通常使用高性能。高性能?一般指:强度17.6CN/dtex，模量440CN/dtex 的P PTA 全芳香族 聚 酰 胺M P IA 刚 性 链全芳香族 聚 酯芳杂 环类 P BO 有机 P BI H S PE P VA P AN 柔 性 链GF无机CFAl3O3此外，还有金属一些常见的力学性能比较种类强度(Gpa)模量(Gpa)密度（g/cm3)MP（）GF：EGF3.45722.541316SGF4.82852.491650CF: Pyrofil1.9-3.5300-5001.8PPTA2.8

17、1321.44550(d)聚芳酯4.1691.4380PBO5.52801.58600(d)PI2.81501.3500HSPE3.41600.98140铝0.6712.68660钢2.82007.811621一些常见的力学性能比较名称密度g/cm2拉伸强度GPa拉伸模量GPa断裂伸长率%LOICF-T7001.803.53-4.9230-3001.5-2.1-Kevlar-491.452.91242.829Technora/JP/PPTA1.393.4854.525Rusar Russa/PPTA1.435.0140342PBO1.594.8211-UHMWPE0.983.4168-1.45

18、3.1-5.1280-340-40PI表面处理表面处理的目的改进与基体之间的界面结构，改善两者的复合性能。表面处理方法物理方法：偶联剂；化学方法：表面化学反应、plasma等离子体。玻璃3.23.2.1. GF的 基本及分类玻璃主要由SiO2四面体、Al2O3三面体或硼氧（B2O3）三面体相互连成不规则三维网络结构。网络空间由Na、K、Ca、Mg等金属阳离子所填充。 以SiO2为主的称硅酸盐玻璃；以B2O3为主的称硼酸盐玻璃。玻璃中的Na2O、K2O等碱性氧化物为熔融氧化物，它可以降低玻璃的融化温度和粘度。主要通过破坏玻璃的骨架体疏松达到助熔的目的。因此Na2O、K2O的含量越高，GF的强度、

19、电绝缘性能和化学稳定性都会相应的降低。加入CaO、Al2O3能在一定条件下玻璃网络的一部分，改善玻璃的条件性质和工艺性能。用CaO取代SiO2可降低拉伸温度，SiO2可提高耐水性。因此可以按照碱金属氧化物的含量来对GF分类。分类按照碱金属氧化物的含量无碱玻璃左右中碱玻璃特种玻璃（EGF）：国内0.5%，国外为1：11.512.5%（SGF）：由纯镁、铅、硅三元组成的高强GF。3.2.2. GF的性质物理性质密度为2.5-3g/cm3电绝缘性与其中碱金属的含量有关；耐热性：软化点为550580；石英和硅氧玻璃的耐热性可达2000。化学性质有影响的化学试剂HF、NaOH、浓磷酸。 机械性质注：MG

20、F为 加入BeO，MgO（高弹性能）注：从玻璃块和EGF可以看出，玻璃加工成后，其强度提高了2050倍。强度 (GPa）模量 (GPa）棉花0.3-0.710-12羊毛0.1-0.30.6玻璃块0.02-0.12EGF3.572铝合金42-46密度(g/cm3)强度（GPa）模量 (GPa）EGF2.543.572SGF2.444.787MGF2.893.71183.2.3. 玻璃的生成流程3.2.4. GF的表面处理 浸润剂浸润剂的作用使单丝集中成股；增加原纱的耐磨性和提高拉伸保护；保护免受大气和水分的侵蚀作用。纺织型浸润剂为了满足纺织工序的要求。主要成分：石蜡和油剂，影响GF与树脂的粘结。

21、因 此，在做CM时，必须进行表面处理。增强型浸润剂在一定粘度上能满足拉丝工艺要求，而且对树脂粘结影响不大。因此，在做CM时，不必除去。和GF表面处理的意义玻璃钢的性能不仅与所使用的增强材料、基体树脂有关，而且很大程度上还与增强材料和坏有关。的界面结合好表面处理就是在GF表面被覆一种叫表面活性剂的特殊物质，使GF与基体树脂牢固的粘结在一起，以达到提高玻璃钢性能的目的。这种表面活性剂又称作“偶联剂”或“架桥剂”。GF及织物经过适当的表面处理后，不仅改进了玻璃的耐磨、防水、电磁绝缘等性能，而且对玻璃钢的强度，特 别是湿态下的强度提高有显著效果。表面处理剂（偶联剂）偶联剂是一种含有两部分性质不同的基团

22、的化合物。其中一种官能团能很好的与GF表面结合（一 般是物理吸附）；另一种官能团能很好的与基体树脂结合（可以是物理的，也可以是化学的，如共聚等）。合起来，形成一个的整体。几种常见的GF偶联剂 有机铬：最有名的称“甲基丙烯酸氯化铬络合物（Volan）”。适应树脂：酚醛、聚酯、环氧、PE、PMMA等。CH3OCrCl2HCCOOCrCl2CH3有机硅处理剂通式：RnSiX4-n式中R含有与基体树脂作用形成化学键的活性基团，如：X易于水解的基团，水解后易与玻璃作用，n1，2，3（1最常见）如：CH2=CH-Si-(OC2H5)3 H2N-(CH2)3-Si-(OC2H5)3有机钛酸酯HCCH2CCH

23、2NH2SH HOGF表面处理方法后处理法在制作玻璃钢前，先将GF表面的纺织型浸润剂去除后再浸处理剂溶液。特点：投资大，工艺复杂。前处理法在拉丝过程中的浸润剂中加入GF的表面处理剂，即增强型浸润剂。特点：工艺简单，不浪费。迁移法将化学处理剂直接加入到树脂胶液中。在浸胶时，处理剂就“迁移”到GF表面。3.3. 碳及其表面处理3.3.1.概述CF是指化学组成中碳元素占总质量90以上的。它是有机在惰性气体中经高温碳化而成的状的碳化物。其典型的特点是：比强度、比模量高。生产和应用情况1996年，全世界CF的总产量是17000t，其中PANCF占85，其余为沥青基。最初CF主要应用在宇航、军事方面，主要

24、在用作结构 材料。因为它除了具有比强度（是钢和铝合金的3倍）和比模量（是钢和铝合金的5倍）较高外，还具有耐磨性、耐热冲击、耐烧蚀等优越性能，从而提高了中率。的突防能力和命主要原因：价格限制了它的应用。目前在运动器材、汽车零大量使用。、民用飞机上也开始了CF的分类10002000范围内碳化得到的2300以上范围内碳化得到的称为CF。称为石磨（含碳量98，有金属光泽、导电性好、结构类似石磨、杂质极少）。按性能分（力学性能）HS CF强UHS CFHM、 MM 中模GP 通用型 TS（强度）1.4GPaM（模量）143：折叠链片晶，重排为拉伸链片晶。3.6.3. HSPE基本性质1力学性能27/dt

25、ex，伸长：36密度：0.97，比强度和比模量大柔性较好，Kevlar、CF，则较差。良好的耐冲击性能对高速冲击造成的能量吸收较快耐化学腐蚀性强酸、强碱中较安全4热性能1343.6.4. 表面处理全部由亚甲基组成，无任何极性基团，因此界面粘合差。1、等离子体处理是常用的方法He、Ar、H2、N2、CO2，NH3。用O2等离子体处理以后，深度可达30nm，并引入了羧基和碳基，但等离子体处理不宜太深，否则会损失力学性能。法将少量的乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）混2、另入PE纺丝液中。纺制成含有EVA的HSPE面粘合性好。，它与环氧树脂界HSPE的主要用途ropesleisure/ sportsnet

26、sballisticsvarious第四章复合材料成型方法内容概要概述4.14.24.3手糊成型模压成型工艺4.1. 概述4.1.1. 复合材料成型方法国外在CM生产中的比例我国80-90%手糊成型法喷射成型法模压成型法 注射成型法真空袋压法22.1%9.1%42.3%需要提高连续缠绕技术基本无7.2%拉挤成型4.1.2. 选择成型工艺方法的原则生产复合材料制品的特点是材料生产和产品成型同时完成，因此在选择成型方法时，必须同时满足材料性能、产品质量和经济效益等多种的基本要求，一般遵循以下几点： 产品的外形构造和尺寸大小，有的工艺方法对尺寸有要求，如注射成型有要求，而手糊成型没有要求； 材料性能

27、和产品质量要求，如材料的物化性能、产品的 强度及表面粗糙度（光洁度）要求等； 生产批量大小及供应时间（允许的生产周期），批量有区别； 企业有可能提供的设备条件及 综合经济效益，保证企业效益。；举 例：a. 生产批量大、数量多及外形复杂的小产品模压成型；e.g. 机械器件、电子器材等。b造型简单的大尺寸制品，批量小手糊成型、喷射成型；e.g. 浴盆、汽车型储槽等。、胎体外壳、大c压力管道及容器缠绕工艺；d板材及成型制品连续成型工艺。4.1.3. 预浸料及其制造方法预浸料（Prepregs）：树脂，经一定处理后或织物预先浸渍备用的半成品。只需裁剪后，经一定成型工艺加工成所需要的制品。可分为单相预浸

28、料和织物预浸料。单向预浸料（无纺布）对织物也可采用这种方法，另外湿法干法（熔融的树脂直接浸附在上）。光检测系统a喷丝架 平铺OO OOO OOOc干燥箱去处水份或溶剂 d压实 去除空气e脱模纸f预浸料b树脂浸渍槽OOOO短增强CM预浸料注意：问题冷冻保存（冰箱中）长时间 加入填料 加入树脂 (填料)卷装预浸料传输带 短压辊连续或切刀薄膜树脂（或加填料）4.2. 手糊成型手糊成型是用增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下制品的工艺方法。，脱模成工艺流程树脂胶液增强材料准备模具准备涂脱模剂手糊成型脱模后处理检验制品模具的准备：模具光泽度要高，对制品的表面光泽度有影

29、响。脱模剂应具备的条件：不腐蚀模具，不影响树脂成模时间短，成模均匀光滑，对树脂粘附力小操作简便，使用安全，价格便宜脱模剂的使用温度应高于温度薄膜型脱模剂：聚酯薄膜、PVA、玻璃纸等；混合溶剂型脱模剂：PVA（低分子量）、水、蜡型脱模剂。溶液4.2.3树脂溶液（聚合物基体的选择） 选择手糊成型用树脂基体应满足的要求：能在室温下；能成粘度适当的溶液；无毒或低毒；价格便宜。不饱和树脂80；其次环氧树脂； PI高性能树脂。 胶液配方不饱和聚酯树脂：剂：PBO 60130；促进剂( 活化剂):使室温，如 萘钠钴、环烷酸钴；填料：e.g. 二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、石墨等。降低成本，改善性能。环氧树脂：剂

30、（胺类）；稀释剂；填料；色料。 胶液的配制：两个：粘度，加稀释剂调节，=0.2 0.5 Pas粘胶时间：在一定温度下，由剂、促进剂、或剂来决定。（要求指标必须手糊作业完成后应控制，事先做凝胶测试）凝胶过短：粘度增加，增强材料不能被，作业难以完成。过长：增长了生产周期，导致胶液流失、交联剂挥发、局部贫胶或不能完全。凝胶时间可通过合理的胶液配方来调节：不饱和树脂：环氧树脂：剂、促进剂剂配制时，先将树脂（除剂外）及其他成分先调均匀，施工前加入剂，均匀后马上使用。4.2.4增强材料表面处理: GF、CF、Kevlar、布，应注意：方向性，0/45/90角，径向和受力方向一致；同一铺层需要拼接。4.2.

31、5糊制 表面层：制品表面需要特制的面层，称表面层（俗称胶衣层）。树脂含量高，又称高树脂层。作用：表面制品不仅美化制品，而且可保护制品不受周 围介质的侵蚀，提高CM的耐蚀性，具有延长制品使用寿命的功能。 胶衣层全部凝胶后，开始手糊作业； 玻璃布铺层，铺层注意拼接缝。 糊制完成后，最外层覆盖玻璃纸，氧气是不饱和树脂的阻聚剂。4.2.6室温：温度15，湿度80粘度：要有适当的应有性能。周期，才能发挥玻璃钢制品的4.2.7.脱模注意时机，24小时后可脱模，但仍要放置一周以上。4.2.8后处理有的需加热后处理：作用：使制品充分生产效率。环氧：150以内，提高性能，缩短生产周期，提高不饱和聚酯：50804

32、.2.9手糊成型的特点优点： 不受产品尺寸和性状的限制，适应尺寸大、批量小、性状复杂的产品； 设备简单，投资少，设备折旧费低； 工艺简单； 易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料； 制品树脂含量高，耐腐蚀性好。缺点： 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差； 产品质量不易控制，性能稳定性不高； 产品力学性能相对较低。4.3. 模压成型工艺模压成型：将一定量的模压料（又称预混料）放入金属对模中，在一定温度和压力作用下，使模压料塑化，充满模腔，并成型而得到制品的法。4.3.1.概述在模压料充满模腔的过程中，树脂，增强材料也随之，所以成型压力高，属高压成型。模压过程中模压料的变化：

33、物料外观发生变化；结构和性能也发生了质的变化。但增强材料基本保持不变，发生变化的主要是树脂。随温度的变化，模压成型制品发生的变化： 模压料（加热到一定温度时）树脂受热融化成粘流状态，在压力作用下粘裹一道，直至填满模腔（称为Resin的阶段）；（继续升温）模压料发生化学交联，分子量增大； 温度再次升压料交联反应继续进行，最后失去流动性，树脂不熔不溶的体型结构，也称“阶段”注意：各阶段连续出现，无明显界限，且发应是不可逆的。4.3.2. 模压成型工艺特点：压力高，属高压成型；对模具要求高高强度、高精度、耐高温金属； 生产效率高，制品尺寸精确度高，表面光洁，对结构复杂的制品可一次成型，无需二次加工。

34、制品外观及尺寸的重复性好，易实现机械化和自动化等特点；缺点：模具设计制造复杂；投资大（压力模具）；制品尺寸受设备限制（适应中小尺寸CM制品）4.3.3. 模压料模压料由三部分组成：短增强材料；树脂基体；辅助材料 原料 短增强材料：GF、高硅氧、CF、尼龙或两个组分以上；树脂基体：酚醛树脂；环氧树脂辅助材料：为了使模压料具有良好的工艺性能和满足制品的特殊性能要求。如：改善性、尺寸稳定性、阻燃性、耐化学腐蚀性等。工艺流程树脂调配切割撕松烘干GF热处理混合模压料（干燥）均匀混合装入袋中封闭，待用将捏团的物料进行蓬松，便于凉干和烘烧 模压料的工艺性及其影响a.性：确定模压工艺条件时充分注意模压料的性性

35、好：则可选择较低的成型温度和压力，也比较容易压制复杂的CM性差：则可选择较高的成型温度和压力，不易压制复杂的CM。对于热塑性树脂：温度越高，性越差，可逆的对于热固性树脂： 加热：一方面，使物料性下降，在压力作用下，产生，并充满模腔；另一方面，易使活性产生交联，性增加。 加压：一方面，物料剪切变形，大分子部分取向及触变效应， 下降；另一方面，增加活性分子间的碰撞机会，交联反应加速，性增加。交联反应是放热反应，系统温度的升高加速了交联反应的固性化过程，从而使性增加。b. 收缩性：模压制品从模具中脱出了尺寸减小的模压料的特性。产生收缩的原因：热收缩: 模压制品的线膨胀系数比模具材料（金属）大，所以脱

36、模冷却后，收缩率大于模具收缩率，使所得CM制品15，湿度80粘度：要有适当的应有性能。周期，才能发挥玻璃钢制品的4.2.7.脱模注意时机，24小时后可脱模，但仍要放置一周以上。4.2.8后处理有的需加热后处理：作用：使制品充分 生产效率。环氧：150以内，提高性能，缩短生产周期，提高不饱和聚酯：50804.2.9手糊成型的特点优点： 不受产品尺寸和性状的限制，适应尺寸大、批量小、性状复杂的产品； 设备简单，投资少，设备折旧费低； 工艺简单； 易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料； 制品树脂含量高，耐腐蚀性好。缺点： 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差； 产品质量不易控制

37、，性能稳定性不高； 产品力学性能相对较低。4.3. 模压成型工艺模压成型：将一定量的模压料（又称预混料）放入金属对模中，在一定温度和压力作用下，使模压料塑化，充满模腔，并成型而得到制品的法。4.3.1.概述在模压料充满模腔的过程中，树脂，增强材料也随之，所以成型压力高，属高压成型。模压过程中模压料的变化：物料外观发生变化；结构和性能也发生了质的变化。但增强材料基本保持不变，发生变化的主要是树脂。随温度的变化，模压成型制品发生的变化： 模压料（加热到一定温度时）树脂受热融化成粘流状态，在压力作用下粘裹一道，直至填满模腔（称为Resin的阶段）；（继续升温）模压料发生化学交联，分子量增大； 温度再

38、次升压料交联反应继续进行，最后失去流动性，树脂不熔不溶的体型结构，也称“阶段”注意：各阶段连续出现，无明显界限，且发应是不可逆的。4.3.2. 模压成型工艺特点：压力高，属高压成型；对模具要求高高强度、高精度、耐高温金属； 生产效率高，制品尺寸精确度高，表面光洁，对结构复杂的制品可一次成型，无需二次加工。制品外观及尺寸的重复性好，易实现机械化和自动化等特点；缺点：模具设计制造复杂；投资大（压力模具）；制品尺寸受设备限制（适应中小尺寸CM制品）4.3.3. 模压料模压料由三部分组成：短增强材料；树脂基体；辅助材料 原料 短增强材料：GF、高硅氧、CF、尼龙或两个组分以上；树脂基体：酚醛树脂；环氧

39、树脂辅助材料：为了使模压料具有良好的工艺性能和满足制品的特殊性能要求。如：改善性、尺寸稳定性、阻燃性、耐化学腐蚀性等。工艺流程树脂调配切割撕松烘干GF热处理混合模压料（干燥）均匀混合装入袋中封闭，待用将捏团的物料进行蓬松，便于凉干和烘烧 模压料的工艺性及其影响a.性：确定模压工艺条件时充分注意模压料的性性好：则可选择较低的成型温度和压力，也比较容易压制复杂的CM性差：则可选择较高的成型温度和压力，不易压制复杂的CM。对于热塑性树脂：温度越高，性越差，可逆的对于热固性树脂： 加热：一方面，使物料性下降，在压力作用下，产生，并充满模腔；另一方面，易使活性产生交联，性增加。 加压：一方面，物料剪切变

40、形，大分子部分取向及触变效应， 下降；另一方面，增加活性分子间的碰撞机会，交联反应加速，性增加。交联反应是放热反应，系统温度的升高加速了交联反应的固性化过程，从而使性增加。b. 收缩性：模压制品从模具中脱出了尺寸减小的模压料的特性。产生收缩的原因：热收缩: 模压制品的线膨胀系数比模具材料（金属）大，所以脱模冷却后，收缩率大于模具收缩率，使所得CM制品模具尺寸；影响结构收缩: 原材料特性模具结构和制品形状成型工艺条件。过程联反应使体积收缩。压缩比：用来表征压缩性。压缩比模压料的比容/制品的比容。 比容1/主要取决于模压料的特性和成型工艺过程。4.3.4. 模压工艺工艺流程模具预热脱模剂涂刷装模压

41、制脱模料的称量料预热预成型后处理检验成品 模压料预热和预成型预热：压制前对模压料预先加热处理。目的：是为了改善模压料的工艺性能；如增加性，便于装模和降低制品的收缩率，同时提 时间，降低成型压力。压料温度，缩短预成型：将模压料在室温下预先压成与制品相似的性状， 然后再压制。预成型操作可缩短成型周期，提高生产率及制品的性能。 装料量的计算为确保制品的尺寸，需要精确化学装料量很难。需预先进行粗略的计算，然后经几次试压找出准确的装料量。装料量模压制品的密度制品的体积（模压料）V（制品）35的损耗（挥发物、毛刺） 模压工艺参数物料宏观上历程：粘流、凝胶、硬固； 微观上变成了网状体型结构。a.温度：主要作

42、用：促进树脂塑化（增加树脂分子热运动、降低粘度）和装模温度：物料放入模腔时模具的温度。主要取决于模压料的品种和质量指标。模压料挥发物含量高，不溶性树脂含量低时，温度就稍低注意：在此温度下，应有利于赶出低分子物和使物料易于 脂不致发生明显的化学变化。升温速率： 快速模压工艺，无此问题；，且树慢速模压工艺， 过快，不均匀，易产生内压力过慢，生产速率低。压温度（过高过低都不好）最过高：树脂反应速度过快，物料能充满模腔，易产生内压力；过低：不能完全性变差，局部，物料不压力作用：克服模压料的内摩擦及物料和模腔的外摩擦，使 物料充满模腔；b.克服物料挥发物（如：溶剂、水、及剂产物）的抵抗力及压紧制品以保证精确的形状和尺寸。主要取决于两个：模压料的种类及质量指标；制品结构、形状、尺寸。时间：除升温速率与时间有关外，还有保温时间。-保温时间：指在成型压力和模压温度下保温的时间。作用是使制品主要取决于：模压料完全和消除内应力。反应的时间；不稳定导热时间。后处理（又称后处理）：制品脱模后放在烘箱中加热处理。目的：提高