聚合物基复合材料制备工艺课件

5聚合物基复合材料工艺半成品的制备热塑性塑料粒料热固性模塑料连续纤维预浸料增强热塑性塑料片材复合材料成型工艺手糊工艺模压成型工艺RTM成型工艺喷射成型工艺连续缠绕成型工艺拉挤成型工艺挤出成型工艺RRIM工艺模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）制品成型工艺复合材料夹层结构蜂窝夹层结构制品成型工艺泡沫塑料夹层结构制品成型工艺5聚合物基复合材料工艺半热塑性塑料粒料复手糊工艺模塑粉制品15.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑25.1.1颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法

工艺流程：原料准备初混合塑炼造粒粒料原料准备

包括过滤、吸磁、干燥、研磨、称量、预热等初混合

在聚合物熔融温度以下、较缓和的剪切力作用，用捏合机、高速混合机等设备将物料按顺序加入、混合均匀。塑炼

在高于树脂熔融温度和较大的剪切力作用下，在双滚筒炼胶机、密炼机、单螺杆挤出机等设备使物料热熔、剪切混合达到适当的柔软度和可塑性，同时除去挥发物。造粒5.1.1颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法工艺流程：原35.1.1长纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法普遍采用电缆包覆式生产工艺：树脂干燥熔融挤出包覆机头冷却牵引成条送丝机构切粒粒料干燥包装优点：连续化生产，速度快；粒料质量高；劳动保护好。缺点：树脂包覆不良，粒料硬度不高，仅适宜于螺杆式注射机成型。5.1.1长纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法普遍采用电缆包4双螺杆排气式挤出机混合法1.计量带式给料器；2.热塑性塑料；3.玻璃纤维粗纱；4.排气；5.条模；6.水浴；7.条料切粒机双螺杆排气式挤出机混合法1.计量带式给料器；2.热塑性塑料；55.1.1短纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法

优点：连续化生产；外观尚佳、质地致密，成型加工性和表面平滑性好，用柱塞式和螺杆式注射成型机均可成型；劳动保护好。

缺点：

对设备及设备材质要求高，噪音大。树脂干燥纤维短切初混合挤出+切粒粒料干燥称量包装

该法是为解决高熔融粘度树脂的长纤维粒料因纤维在树脂中分散不好易引起制品性能和外观不良而开发，其工艺流程如下：5.1.1短纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法优点：树脂干6“排气回挤造粒法”双阶排气式挤出机1.料斗；2.料筒；3.螺杆；4.节流阀；5.排气口；6.真空表；7.机头；8.口模；9.栅板；10.真空泵；11.冷凝器“排气回挤造粒法”双阶排气式挤出机1.料斗；2.料筒；3.螺75.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑8模塑粉的制造方法

由微粒添加剂与合成树脂复合而成的粉状热固性塑料粉称为模塑粉，它包括压塑粉和注塑粉。应用最广的是线型酚醛树脂压塑粉（电木粉）。其制造方法通常有干法和湿法，其中干法辊压工艺流程如下：原料准备干混合粉碎热辊压并批包装干混合：按加料顺序加料，在球磨机、Z形捏合机、圆柱形转筒等设备上混合。热辊压：关键工序，一般在双辊机上进行，辊压温度和时间是主要工艺控制指标。如生产电木粉时，低温辊的温度为70-110oC、

高温辊的温度为90-130oC。模塑粉的制造方法由微粒添加剂与合成树9短纤维增强热固性模塑料的制造方法

根据纤维和树脂的不同，主要方法有预混法、预浸法、浸毡法和挤出法。配胶纤维预处理添加剂准备浸渍与混合撕松烘干并批++

预混法工艺流程预浸法工艺流程粗纱准备、热处理树脂配胶纱细浸渍切割烘干存放+

纤维松散、无定向，流动性好，宜做复杂的小型模压制品。但纤维强度损失较大，模塑料的质量不均匀，劳动条件差。

纤维紧密、成束状，纤维强度损失较小，质量均匀，可制造较复杂的高强度模压制品，机械化程度较高，劳动强度小。但日产量比预混法小，只适宜于连续纤维制品。短纤维增强热固性模塑料的制造方法根据纤维10短纤维增强热固性模塑料的制造方法浸毡法工艺流程纱线准备切割蓬松树脂配制烘干成品撒毡复合浸胶

该法与预浸法工艺大体相同，不同点在于：先将短切纤维均匀铺洒在玻璃底布上，再用玻璃面布覆盖，然后使夹层浸胶。挤出法用螺杆挤出机生产玻璃纤维模塑料，克服了浸渍法使用大量有机溶剂的缺点，改善了生产条件，产品质量稳定，生产自动化程度高。不足的是纤维被磨损、剪断的情况较严重。该法适用于生产过程中不需排放低分子挥发物的玻璃纤维模塑料。短纤维增强热固性模塑料的制造方法浸毡法工艺流程纱线准备切割蓬11

片状模塑(压)料（SMC）片状模塑料(SMC)

树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖PE薄膜而成的片状模塑料。

应用最广泛的成型材料之一。主要原料:不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、低收缩剂、填料等。SMC视用途和要求又发展出一系列新品种，如BMC、TMC、HMC等。团状模塑料(BMC)

组成与SMC相似，可用于模压和挤出成型;纤维含量较低，纤维较短（6～18mm），填料含量大;制品强度比SMC低，适合于压制小型制品，而SMC适合于大型薄壁制品。片状模塑(压)料（SMC）片状模塑料(SMC12片状模塑(压)料（SMC）厚片状模塑料（TMC）

组成和制作与SMC相似，厚达50mm。厚度大，玻璃纤维能随机分布，改善了树脂对纤维的浸润性。可以采用注射和传递成型。高强度模塑料（HMC和XMC）

主要用于制造汽车部件。HMC中填料少，采用短切玻纤，65%左右，定向分布；具有极好的流动性和成型表面，其制品强度约是SMC制品强度的3倍。XMC不含填料，采用定向连续纤维，含量达70%～80%。片状模塑(压)料（SMC）厚片状模塑料（TMC）13片状模塑料（SMC）的特点重现性好，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，可成型为异形制品；模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；纤维长度40～50mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；制品表面光洁度高，添加低收缩剂后，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操作，生产成本相对较低。片状模塑料（SMC）的特点重现性好，不受操作者和外界条件的影14SMC制造的工艺流程

SMC生产主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降及浸渍、树脂稠化等过程，其工艺流程图如下：树脂固化剂填料低收缩添加剂稠化包装沉降浸渍收卷纱线切割树脂糊制备薄膜其它增稠剂SMC成型机SMC制造的工艺流程SMC生产主要包括树脂糊制备、上15片状模塑料（SMC）的制造工艺树脂糊的制备及上糊操作

间歇法：①将不饱和聚酯和苯乙烯倒入配料釜中，搅拌均匀；②加入引发剂，混匀；③加入增稠剂和脱模剂；④低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂；⑤在各组分分散完后，停止搅拌，静置待用。连续法:将SMC配方中的树脂糊分为两分，即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一份，其余组分为另一份，分别计量，混匀后送入SMC机组上的相应贮料容器内，由管路计量泵进入静态混合器，混匀后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯薄膜上。片状模塑料（SMC）的制造工艺树脂糊的制备及上糊操作16片状模塑料（SMC）的制造工艺浸渍和压实

已涂布树脂糊的下承载薄膜在机组牵引下进入短切玻璃纤维沉降室，短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上，达到要求的沉降量后，随传动装置离开沉降室，并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相叠合，然后经过辊阵中，在张力和辊的作用下，下、上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起，经过多次反复，使短切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡，形成密实而均匀的连续SMC片料。片状模塑料（SMC）的制造工艺浸渍和压实17SMC成型设备玻璃纤维毡制片机带式制片机组辊式制片机组鼓轮式制片机1234567891011低部PE薄膜顶部PE薄膜树脂糊树脂糊割刀割刀粗纱切割器粗纱压紧辊中空钢鼓轮SMC成品SMC成型设备玻璃纤维毡制片机1234567891011低部18SMC的典型配方类型配方一般型耐腐蚀型低收缩型配比树脂邻苯二甲酸型100间苯二甲酸型100邻苯二甲酸型10065~75%引发剂PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1低收缩剂热塑性聚合物0-10-热塑性聚合物25-40填料CaCO3

70-120BaSO460-80CaCO3120-180内脱膜剂硬脂酸铅1-2硬脂酸铅1-2硬脂酸铅1-2增稠剂MgO或Ca(OH)2

1-2MgO或Ca(OH)2

0.5-2MgO或Ca(OH)2

1-2颜料2-5--阻聚剂少量少量少量玻璃纤维

25~35%SMC的典型配方类型一般型195.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑205.1.3连续纤维预浸料的制造溶液浸渍法（如图）：

生产工艺：各组分溶解到溶剂+纤维→烘干（除溶剂）→按需切割热熔浸渍法和胶膜辗压法

熔融法：

熔融树脂(加隔离纸)→涂于纤维上→纤维另一面附一层隔离纸→压实辊→收卷。

胶膜法：与熔融法类似，差别在于树脂是形成胶膜，而非熔融流出。粉末法制备预浸料粉末静电法：在连续纤维表面沉积带电树脂粉末，用辐射加热方法使聚合物粉末永久的粘附在纤维上。

粉末悬浮法：

①水悬法：水中悬浮的树脂颗粒粘附到连续运动的纤维上；

②气悬浮：细度为10～20μm聚合物颗粒在硫化床中悬浮。5.1.3连续纤维预浸料的制造溶液浸渍法（如图）：

21连续纤维预浸料的制造连续纤维预浸料的制造225.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑23增强热塑性塑料片材（RTPS）

与热固性复合材料相比，热塑性复合材料以其良好韧性、快速成型和可回收利用的优势倍受重视。将增强材料和热塑性树脂预先制成半成品板材，再将它剪裁成坯料，模压或冲压成各种制品。这种半成品称为增强热塑性塑料片材(ReinforcedThermoplasticsSheet,RTPS)。最常见的是玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GlassMatReinforcedThermoplastics)，即GMT，约占RTPS的90%。增强热塑性塑料片材（RTPS）与热固性复合材料相比24GMT及其特点

GMT概念

利用连续或短切玻璃纤维针刺毡和热塑性树脂（如聚丙烯）复合而成的一种高强、质轻增强热塑性复合材料。可回收利用，节能、环保。

GMT特点与金属板材比，质轻、耐腐蚀、隔热、隔音、绝缘性好。与SMC比，储存期长、成型周期短、回收利用、无污染、冲击韧性高。与短纤维增强热塑性复合材料比，GMT强度高，刚性好，抗蠕变性能好，使用寿命长，制品尺寸稳定性好。GMT及其特点GMT概念25RTPS的制造方法悬浮沉积工艺

将玻璃纤维、热塑性树脂粉末、悬浮助剂和水一起搅拌形成均匀悬浮液，通过流浆箱、成形网，滤出水后形成湿片，再经干燥、粘结、压轧成为增强热塑片材。流态化床法

先将粉末树脂放入孔床中，再通入空气使粉末树脂流态化。然后使分散的纤维从容器中通过，于是玻纤周围附着粉末树脂。附着树脂的玻纤通过切断器被切成定长，降落在输送网带上，通过热轧区和冷却区后制成增强热塑性片材。熔融浸渍工艺静电吸附法RTPS的制造方法悬浮沉积工艺26熔融浸渍工艺制造GMT简图PPPPPP热固结玻纤毡玻纤毡熔融浸渍工艺制造GMT简图PPPPPP热固结玻纤毡玻纤毡27静电吸附法制造RTPS简图热轧区冷却区吸附玻纤薄膜卷材热塑性树脂薄膜1.静电磨擦辊；2.玻璃纤维；3.静电发生器1112223静电吸附法制造RTPS简图热轧区冷却区吸附玻纤薄膜卷材热塑性28GMT产品及应用

南京原丝无纺毡复合片材有限公司()GMT产品及应用南京原丝无纺毡复合片材有限公司(http295.2复合材料制品成型工艺5.2.1手糊工艺5.2.2模压成型工艺5.2.3RTM成型工艺5.2.4喷射成型工艺5.2.5连续缠绕成型工艺5.2.6拉挤成型工艺5.2.7挤出成型工艺5.2.8RRIM成型工艺5.2复合材料制品成型工艺5.2.1手糊工艺30手糊成型工艺—流程制品固化检验增强材料准备手糊成型脱膜模具准备后处理树脂胶液配制涂脱膜剂手糊成型工艺—流程制品固化检验增强材手糊成型脱膜模具31手糊成型工艺—生产准备

场地

要求清洁、干燥、通风良好，空气温度保持在15～35℃之间，后加工整修段，要有抽风除尘和喷水装置。模具准备

清理、组装、涂脱模剂等。树脂胶液配制防止胶液中混入气泡；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

按设计要求选择增强材料的种类和规格。手糊成型工艺—生产准备场地32手糊成型工艺—糊制与固化铺层糊制

①干法铺层：先将预浸料裁剪成坯料，加热软化，一层一层紧贴在模具上，排除层间气泡。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，一层一层紧贴在模具上，消除气泡。一般手糊工艺多用此法铺层。手糊工具

有羊毛辊、猪鬃辊、螺旋辊及电锯、电钻、打磨抛光机等。固化（硬化和熟化）

硬化：从凝胶到硬化一般要24h，固化度达50%～70%，可以脱模。熟化：室温下固化1～2周才能使制品具有力学强度，固化度达85%以上。加热可促进熟化过程，聚酯玻璃钢，80℃加热3h。手糊成型工艺—糊制与固化铺层糊制33手糊成型工艺—脱模和修整脱模

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大型制品脱模借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。④复杂制品脱模

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，固化后很容易脱下来。修整①尺寸修整成型后的制品，按设计尺寸切去多余部分；②缺陷修补包括穿孔修补，气泡、裂缝修补，破孔补强等。手糊成型工艺—脱模和修整脱模34手糊成型工艺特点优点适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产。设备简单、投资少、设备折旧费低。工艺简便。易于满足产品设计要求，可在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，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。产品力学性能较低。手糊成型工艺特点优点355.2.2模压成型工艺流程模具预热称模压料预热和预成型涂脱膜剂装膜压制脱膜辅助加工后处理检验成品压制前准备压制温度和压力是压制阶段的关键控制参数，视制品厚度、物料稠度和结构复杂程度等因素，SMC模塑料的成型温度在120~170oC，压力1.5~21.0MPa。5.2.2模压成型工艺流程模具预热称模压料预热和涂脱膜剂装36模压成型工艺特点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。主要优点：生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；产品尺寸精度高，重复性好；表面光洁，无需二次修饰；能一次成型结构复杂的制品；批量生产，价格相对低廉。不足之处：模具制造复杂，投资较大，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，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。模压成型工艺特点将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加375.2.3

RTM成型工艺

树脂传递模塑成型简称RTM（ResinTransferMolding），是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术。RTM成型技术的特点

制造两面光洁制品；成型效率高，适合生产中等规模的玻璃钢产品；RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；增强材料任意方向铺放，容易实现按制品受力状况铺放增强材料；原材料及能耗少；建厂投资少，上马快。RTM技术适用范围

广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域：汽车壳体及部件、螺旋浆、风力发电机叶片（8.5m长）、天线罩、机器罩、游泳池板、电话亭、电线杆、小型游艇等。5.2.3RTM成型工艺树脂传递模塑成型简称RTM（385.2.4喷射成型工艺将混有引发剂和促进剂的树酯分别从喷枪外围喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，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，固化成型。

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2～4倍；整体性好、无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，耐腐蚀、渗漏；产品尺寸、形状不受限制。

缺点树脂含量高，制品强度低；产品只能做到单面光滑；污染环境，有害工人健康。5.2.4喷射成型工艺将混有引发剂和促进剂的树酯分别从喷枪395.2.5连续缠绕成型工艺

缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带、预浸纱）按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种。干法缠绕

干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带，在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。预浸纱、带专业生产，严格控制树脂含量（2%以内）、预浸纱质量；能够准确地控制产品质量；生产效率高，缠绕速度可达100～200m/min；缠绕机清洁，劳动卫生条件好。缠绕设备贵，需要增加预浸纱制造设备，投资较大；制品的层间剪切强度较低。5.2.5连续缠绕成型工艺缠绕成型工艺是将浸过树脂胶40连续缠绕成型工艺

湿法缠绕

将纤维集束（纱式带）浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上。成本比干法缠绕低40%；产品气密性好，因缠绕张力使多余树脂胶液将气泡挤出，填满空隙；纤维排列平行度好；纤维上的树脂胶液，可减少纤维磨损；生产效率高（达200m/min）。树脂浪费大，操作环境差；含胶量及成品质量不易控制，可供湿法缠绕的树脂品种较少。半干法缠绕

半干法缠绕是纤维浸胶后，在缠绕至芯模的途中，增加一套烘干设备，将浸胶纱中的溶剂除去。连续缠绕成型工艺湿法缠绕41连续缠绕成型工艺流程胶液配制芯膜制造纵、环向缠绕胶纱纱锭纱团浸胶烘干张力控制固化加热粘流纵、环向缠绕络纱集束张力控制脱膜打磨、喷漆成品湿法缠绕干法缠绕连续缠绕成型工艺流程胶液配制芯膜制造纵、环胶纱纱锭纱团浸胶烘42连续缠绕成型工艺优、缺点纤维缠绕成型的优点

①能够按产品的受力状况设计缠绕规律，能充分发挥纤维的强度；②比强度高：同等条件纤维缠绕压力容器比钢质容器重量减轻40～60%；③可靠性高：纤维缠绕制品易实现自动化生产，产品质量稳定，精确；④生产效率高：自动化生产，操作工人少，缠绕速度快（200m/min）；⑤成本低：在同一产品上，可合理配选若干种材料（包括树脂、纤维和内衬），使其再复合，达到最佳的技术经济效果。缠绕成型的缺点①缠绕成型适应性小，不能缠任意结构形式的制品；②缠绕成型需要有缠绕机，芯模，固化加热炉，脱模机及熟练的技术工人，需要的投资大，技术要求高，只有大批量生产时才能降低成本，才能获得较好的技术经济效益。连续缠绕成型工艺优、缺点纤维缠绕成型的优点435.2.6拉挤成型工艺

将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材（工字形、槽形、方形）和空腹型材（门窗、叶片）等。优点①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；②纤维含量可高达80%，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；③制品纵、横向强度可调整，可满足不同力学性能制品的使用要求；④生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故省工，省料，省能耗；⑤制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。缺点产品形状单调，只能生产线形型材，且横向强度不高。

5.2.6拉挤成型工艺将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、445.2.7挤出成型工艺

挤出成型是热塑性复合材料制品生产中应用较广的工艺之一。其主要特点是生产过程连续，生产效率高，设备简单，技术容易掌握等。挤出成型工艺主要用于生产管、棒、板及异型断面型等产品。增强塑料管、玻纤增强门窗异型断面型材，在我国有很大市场。其中FRTP管的挤出工艺流程如图5-16（教材P117）5.2.7挤出成型工艺挤出成型是热塑性复合材料制品生产455.2.8

RRIM成型工艺反应注射成型

RIM(ReactionInjectionMoulding)

由低粘度高活性的原料，经过高压碰撞混合，在模腔中发生聚合反应，直接固化成型为塑件的特殊注射成型方法。因热固性树脂液态单体的聚合、聚合物的造型、定型在一个流程中完成，也称为“一步法”注射技术优势

成型工艺过程简化；液态物粘度低，充模压力和锁模压力都很低，能源消耗低；塑件的性能可从硬性体到类似橡胶状的弹性制品；模具的再现性高，可清晰地呈现木纹和皮革纹等；塑件密度小，却具有很高的力学强度；塑件有整体性表层结构，耐腐蚀，且可以着色；适合成型大面积、薄壁和形状复杂的注射制品，表面无熔接缝；成型设备和摸具的造价低5.2.8RRIM成型工艺反应注射成型RIM(Re46增强反应注射成型（RRIM）工艺是利用高压冲击来混合两种物料及短纤维增强材料，并将其注射到模腔内，经快速固化反应形成制品的一种成型方法。混玻璃纤维的多元醇浆料通过管路经高压量筒送入混合头的一端；混有玻璃纤维的异氰酸酯浆料经过另一管路和高压量筒注入混合头的另一端。混合头关锁时两种组分相互不接触，分别在各自管路中循环。混合头一经开启，两种浆料各自通过一狭小喷嘴，以高速和高湍流度的射流状喷出，同时发生碰撞接触、均匀混合，并在瞬间注人模腔中。即两种浆料碰撞混合后立即发生聚合反应，约在28s内充满模腔，

完成制品的注塑（包括注射、聚合、脱模及模具准备在内的整个生产周期约需要2min，其中模具准备时间占一半以上）增强反应注射成型（RRIM）工艺是利用高压冲击来混合475.3复合材料夹层结构制品成型工艺5.3.2蜂窝夹层结构制品成型工艺5.3.3泡沫塑料夹层结构制品成型工艺5.3.1制品结构及性能特点5.3复合材料夹层结构制品成型工艺5.3.2蜂窝夹层结构485.3.1制品结构及性能特点

夹层结构：高强度面板和轻质夹芯组成的一种结构形式夹层结构（按夹芯形式）：蜂窝夹层、泡沫塑料夹层面板：金属或非金属及其任意复合蜂窝夹芯：玻璃布、绝缘纸、nomex纸、铝箔等等泡沫塑料：PS、PVC、聚氨酯等等

夹层结构的性能特点：绝热、隔音、抗震，良好的高频介电性能；质量轻，强度、刚度大。5.3.1制品结构及性能特点夹层结构：高强度495.3.2蜂窝结构材料起源于仿生学，应航空航天科技的特殊需要发展起来。1974年，Boeing747率先使用非金属的蜂窝复合板作为飞机地板。蜂窝复合材料已在飞机、火箭及太空飞船等航天器上得到广泛使用。

蜂窝复合板材（由很薄的人造板、纸板与再生纸蜂窝芯粘结制成）作为装饰材料大量使用。蜂窝纸板作为一种结构优良、价廉物美的新型“绿色包装材料”，广泛用于替代木制包装材料和泡沫塑料缓冲材料，蜂窝芯材仅占实心材料重量的1~5%左右，例如使用1吨的纸蜂窝复合材料，可以替代使用30~50立方米的木材。5.3.2蜂窝结构材料起源于仿生学，应航空航天科技的特殊需50蜂窝结构材料示例蜂窝的强度由选用的原材料和蜂窝几何形状决定，根据平面投影几何形状，蜂窝夹芯材料可分为六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带六边形等。在这些蜂窝夹芯材料中，以加强带六边形强度最高，正方形蜂窝次之。由于正六边形蜂窝制造简单，用料省，强度也较高，故应用最广。蜂窝结构材料示例蜂窝的强度由选用的原材料和蜂窝几何形状决定，51纸蜂窝夹层板材和蜂窝纸板纸蜂窝夹层板材和蜂窝纸板52高性能芳纶纸（Nomex）蜂窝

采用聚间苯二甲胺纤维制成的仿生型蜂窝芯材，具有突出的比刚度（约为钢的9倍）；优良的耐腐蚀性、自熄性、耐环境性和绝缘性；独特的回弹性，可吸收振动能量；良好的透电磁波性和高温稳定性；优异的工艺性和修复性。它与复合材料蒙皮制成的夹层结构在保持刚性的前提下，大大降低了结构的重量，是目前国内外飞机及雷达罩夹层结构使用最多的夹芯材料。高性能芳纶纸（Nomex）蜂窝采用聚间苯二甲53蜂窝夹层结构制造技术

蜂窝夹芯制造

生产玻璃布夹芯材料时，主要采用胶接拉伸法。其工艺过程是先在制造蜂窝芯材的玻璃布上涂胶条，然后重叠粘接成蜂窝叠块，固化后按需要蜂窝高度切成蜂窝条，经拉伸预成型，最后浸胶，固化定型成蜂窝芯材。涂胶条、重叠粘结固化切割拉伸蜂窝夹层结构制造技术蜂窝夹芯制造涂胶条、重叠粘结固化切割54蜂窝夹层结构制造技术蜂窝夹层结构制造（湿法和干法）

干法成型

先将蜂窝夹芯和面板作好，再将它们粘接成夹层结构。为保证芯材和面板牢固粘接，在面板上铺一层薄毡（浸过胶），铺上蜂窝，加热加压，使之固化成一体。该法制造的夹层结构，蜂芯和面板的粘接强度可提高到3MPa以上。干法成型的产品表面光滑、平整，生产过程中每道工序都能及时检查，产品质量容易保证，但生产周期长。

湿法成型

将处于未固化状态的面板和蜂窝夹芯，在模具上一次胶接成型。生产时，先在模具上制好上、下面板，然后将蜂窝条浸胶拉开，放到上、下面板之间，加压、固化，脱模后修整成产品。湿法成型的产品蜂窝和面板间粘接强度高，生产周期短，最适合于球面、壳体等异形结构生产，但产品表面质量差，生产过程较难控制。蜂窝夹层结构制造技术蜂窝夹层结构制造（湿法和干法）555.3.3泡沫塑料夹层结构制造技术原材料

面板材料主要是用玻璃布和树脂制成的薄板。

粘接剂面板和夹芯材料的粘接剂取决于泡沫塑料种类。

泡沫夹芯材料的优势

防寒、绝热，隔音性好，质量轻，与蒙面粘接面大，能均匀传递荷载，抗冲击性能好等。泡沫塑料制造技术

生产泡沫塑料的发泡方法较多，有机械发泡法、惰性气体混溶减压发泡法、低沸点液体蒸发发泡法、发泡剂分解放气发泡法和原料组分相互反应放气发泡法等。5.3.3泡沫塑料夹层结构制造技术原材料56泡沫塑料夹层结构制造技术

预制粘接法

将蒙皮和泡沫塑料芯材分别制造，然后再将它们粘接成整体。预制粘结法的优点是能适用各种泡沫塑料，工艺简单，不需要复杂机械设备等。其缺点是生产效率低，质量不易保证。

整体浇注成型法

先预制好夹层结构的外壳，然后将混合均匀的泡沫料浆浇入壳体内，经过发泡成型和固化处理，使泡沫涨满腔体，并和壳体粘接成一个整体结构。

连续成型法适用于生产泡沫塑料夹层结构板材。

泡沫塑料夹层结构制造技术预制粘接法57GeneralSyntheticRoutetowardFunctional

HollowSphereswithDouble-ShelledStructuresThepotentialapplicationsofhollowspheres,

inparticularthosewithcomplexcore–shellstructures:controlleddeliverysystems,artificialcells,lightweightfillers,catalysis,andasvesselsforconfinedreactionsthesynthesisofsuchcomplexstructures:layer-by-layertemplatingtechniquewereportaone-stepapproachtothesynthesisofhollowsphereswithadouble-shelledcomplexstructurebyusingcommercialpolymerhollowspheresastemplatesM.Yang,J.Ma,C.Zhang.etal.Angew.Chem.Int.Ed.

2005,44,6727.GeneralSyntheticRoutetoward58One-stepapproachtothesynthesisofhollowsphereswithadouble-shelledcomplexstructureOne-stepapproachtothesynth59

Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspheresa)SEMandTEM(inset)imagesofunsulfonatedpolymerhollow-spheretemplates.b)SEMandTEM(inset)imagesofthesulfonatedS1(0.5h)templates.Morphologiesofrepresentativ60Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspheresc)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS1;theinsetshowsaTEMimageofthecorrespondingdouble-shelledtitaniahollowspheresaftertreatmentwithDMF.d)Cross-sectionalTEMimagesofultramicrotomedtitaniahollowspheresbeforeandafter(inset)treatmentwithDMF.Morphologiesofrepresentative61Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspherese)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS2(2h);theinsetshowsacross-sectionalTEMimageofthecompositehollowspheresaftertreatmentwithDMF.f)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS3(4h);theinsetshowsaTEMimageofthecorrespondingtitaniahollowspheresaftertreatmentwithDMF.Morphologiesofrepresentative62InConclusionwehavedemonstratedaone-stepmethodforthesynthesisofdouble-shelledcompositehollowspheresbyusingsulfonatedhollowspheresastemplates.Controlledsulfonationallowsthesynthesisoftemplateswithtunablethicknessofthesulfonatedouterlayer,sulfonatedinnerlayer,andunsulfonatedmiddlelayer.Thesulfonationprocessgiveslayerswithsulfonicacidgroupsthatallowtheformationofawidevarietyoffunctionalcomposites.Thisresearchprovidesanovelandefficientapproachtothesynthesisofvariousdouble-shelledfunctionalspheresformanyimportantapplications.InConclusionwehavedemonstra63

MultiscaleNanopatternsTemplatedfromTwo-DimensionalAssembliesofPhotoresistParticlesPhotolithographypreciselytransfersmultiscalepatterns,thefeaturesizeofthesepatternsisrestrictedbydiffraction-limitedresolutionscales.Colloidallithography(CL)usesself-assembledarraysofcolloidalparticlesassacrificialmasks,andvariousfunctionalmaterialsaredepositedthroughtheinterstitialporesbetweentheparticles.AdirectmethodhasbeensuccessfullydemonstratedbyJiangetal.usingaselfassembledtemplateofsphericalcolloids,whichcontainsphotocrosslinkablemonomersattheinterstices,andasubsequentphotolithographicprocess.Here,wereportanalternativephotolithography-assistedCLwithphotocrosslinkablecolloidalparticles.S.-M.Yang,J.H.Moon,S.G.Jang,J.-M.Lim.Adv.Mater.2005,17,2562.MultiscaleNanopatternsTe64SchematicdiagramofCLusingphotoresistparticlesRIE:reactive-ionetchingSchematicdiagramofCLusing65OpticalmicroscopyandSEMimagesa)Opticalmicroscopeimageofa(gold-coated)patternednanoscaleholearrayfabricatedbycolloidallithographyandsubsequentsilicadeposition.b)SEMimageofthenanopatternedholearrays.c)SEMimageofasingledomainofnanometersizeholearrays.d)MagnifiedSEMimageofasingledomainofananopatternedholearray.Theinsetshowsacross-sectionalviewofthenanopatternedholearray.OpticalmicroscopyandSEMima66InConclusionThepresenttechniqueproducesaspatiallyorganizedmaskwithmultiplelengthscalesforcolloidallithography.Assuch,variousfunctionalmaterialscanbedepositedthroughthesemultiscalecolloidalmasks,fabricatingnanopatternedsubstrates,whichareofpracticalsignificanceinawiderangeofapplicationsfrombiosensorstooptoelectronicdevices.InConclusionThepresentte67第六次作业什么是分子复合材料（MolecularComposites）？请介绍其结构特征、性能特点、制造方法及发展趋势。第六次作业什么是分子复合材料（MolecularCompo685聚合物基复合材料工艺半成品的制备热塑性塑料粒料热固性模塑料连续纤维预浸料增强热塑性塑料片材复合材料成型工艺手糊工艺模压成型工艺RTM成型工艺喷射成型工艺连续缠绕成型工艺拉挤成型工艺挤出成型工艺RRIM工艺模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）制品成型工艺复合材料夹层结构蜂窝夹层结构制品成型工艺泡沫塑料夹层结构制品成型工艺5聚合物基复合材料工艺半热塑性塑料粒料复手糊工艺模塑粉制品695.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑705.1.1颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法

工艺流程：原料准备初混合塑炼造粒粒料原料准备

包括过滤、吸磁、干燥、研磨、称量、预热等初混合

在聚合物熔融温度以下、较缓和的剪切力作用，用捏合机、高速混合机等设备将物料按顺序加入、混合均匀。塑炼

在高于树脂熔融温度和较大的剪切力作用下，在双滚筒炼胶机、密炼机、单螺杆挤出机等设备使物料热熔、剪切混合达到适当的柔软度和可塑性，同时除去挥发物。造粒5.1.1颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法工艺流程：原715.1.1长纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法普遍采用电缆包覆式生产工艺：树脂干燥熔融挤出包覆机头冷却牵引成条送丝机构切粒粒料干燥包装优点：连续化生产，速度快；粒料质量高；劳动保护好。缺点：树脂包覆不良，粒料硬度不高，仅适宜于螺杆式注射机成型。5.1.1长纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法普遍采用电缆包72双螺杆排气式挤出机混合法1.计量带式给料器；2.热塑性塑料；3.玻璃纤维粗纱；4.排气；5.条模；6.水浴；7.条料切粒机双螺杆排气式挤出机混合法1.计量带式给料器；2.热塑性塑料；735.1.1短纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法

优点：连续化生产；外观尚佳、质地致密，成型加工性和表面平滑性好，用柱塞式和螺杆式注射成型机均可成型；劳动保护好。

缺点：

对设备及设备材质要求高，噪音大。树脂干燥纤维短切初混合挤出+切粒粒料干燥称量包装

该法是为解决高熔融粘度树脂的长纤维粒料因纤维在树脂中分散不好易引起制品性能和外观不良而开发，其工艺流程如下：5.1.1短纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法优点：树脂干74“排气回挤造粒法”双阶排气式挤出机1.料斗；2.料筒；3.螺杆；4.节流阀；5.排气口；6.真空表；7.机头；8.口模；9.栅板；10.真空泵；11.冷凝器“排气回挤造粒法”双阶排气式挤出机1.料斗；2.料筒；3.螺755.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑76模塑粉的制造方法

由微粒添加剂与合成树脂复合而成的粉状热固性塑料粉称为模塑粉，它包括压塑粉和注塑粉。应用最广的是线型酚醛树脂压塑粉（电木粉）。其制造方法通常有干法和湿法，其中干法辊压工艺流程如下：原料准备干混合粉碎热辊压并批包装干混合：按加料顺序加料，在球磨机、Z形捏合机、圆柱形转筒等设备上混合。热辊压：关键工序，一般在双辊机上进行，辊压温度和时间是主要工艺控制指标。如生产电木粉时，低温辊的温度为70-110oC、

高温辊的温度为90-130oC。模塑粉的制造方法由微粒添加剂与合成树77短纤维增强热固性模塑料的制造方法

根据纤维和树脂的不同，主要方法有预混法、预浸法、浸毡法和挤出法。配胶纤维预处理添加剂准备浸渍与混合撕松烘干并批++

预混法工艺流程预浸法工艺流程粗纱准备、热处理树脂配胶纱细浸渍切割烘干存放+

纤维松散、无定向，流动性好，宜做复杂的小型模压制品。但纤维强度损失较大，模塑料的质量不均匀，劳动条件差。

纤维紧密、成束状，纤维强度损失较小，质量均匀，可制造较复杂的高强度模压制品，机械化程度较高，劳动强度小。但日产量比预混法小，只适宜于连续纤维制品。短纤维增强热固性模塑料的制造方法根据纤维78短纤维增强热固性模塑料的制造方法浸毡法工艺流程纱线准备切割蓬松树脂配制烘干成品撒毡复合浸胶

该法与预浸法工艺大体相同，不同点在于：先将短切纤维均匀铺洒在玻璃底布上，再用玻璃面布覆盖，然后使夹层浸胶。挤出法用螺杆挤出机生产玻璃纤维模塑料，克服了浸渍法使用大量有机溶剂的缺点，改善了生产条件，产品质量稳定，生产自动化程度高。不足的是纤维被磨损、剪断的情况较严重。该法适用于生产过程中不需排放低分子挥发物的玻璃纤维模塑料。短纤维增强热固性模塑料的制造方法浸毡法工艺流程纱线准备切割蓬79

片状模塑(压)料（SMC）片状模塑料(SMC)

树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖PE薄膜而成的片状模塑料。

应用最广泛的成型材料之一。主要原料:不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、低收缩剂、填料等。SMC视用途和要求又发展出一系列新品种，如BMC、TMC、HMC等。团状模塑料(BMC)

组成与SMC相似，可用于模压和挤出成型;纤维含量较低，纤维较短（6～18mm），填料含量大;制品强度比SMC低，适合于压制小型制品，而SMC适合于大型薄壁制品。片状模塑(压)料（SMC）片状模塑料(SMC80片状模塑(压)料（SMC）厚片状模塑料（TMC）

组成和制作与SMC相似，厚达50mm。厚度大，玻璃纤维能随机分布，改善了树脂对纤维的浸润性。可以采用注射和传递成型。高强度模塑料（HMC和XMC）

主要用于制造汽车部件。HMC中填料少，采用短切玻纤，65%左右，定向分布；具有极好的流动性和成型表面，其制品强度约是SMC制品强度的3倍。XMC不含填料，采用定向连续纤维，含量达70%～80%。片状模塑(压)料（SMC）厚片状模塑料（TMC）81片状模塑料（SMC）的特点重现性好，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，可成型为异形制品；模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；纤维长度40～50mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；制品表面光洁度高，添加低收缩剂后，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操作，生产成本相对较低。片状模塑料（SMC）的特点重现性好，不受操作者和外界条件的影82SMC制造的工艺流程

SMC生产主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降及浸渍、树脂稠化等过程，其工艺流程图如下：树脂固化剂填料低收缩添加剂稠化包装沉降浸渍收卷纱线切割树脂糊制备薄膜其它增稠剂SMC成型机SMC制造的工艺流程SMC生产主要包括树脂糊制备、上83片状模塑料（SMC）的制造工艺树脂糊的制备及上糊操作

间歇法：①将不饱和聚酯和苯乙烯倒入配料釜中，搅拌均匀；②加入引发剂，混匀；③加入增稠剂和脱模剂；④低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂；⑤在各组分分散完后，停止搅拌，静置待用。连续法:将SMC配方中的树脂糊分为两分，即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一份，其余组分为另一份，分别计量，混匀后送入SMC机组上的相应贮料容器内，由管路计量泵进入静态混合器，混匀后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯薄膜上。片状模塑料（SMC）的制造工艺树脂糊的制备及上糊操作84片状模塑料（SMC）的制造工艺浸渍和压实

已涂布树脂糊的下承载薄膜在机组牵引下进入短切玻璃纤维沉降室，短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上，达到要求的沉降量后，随传动装置离开沉降室，并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相叠合，然后经过辊阵中，在张力和辊的作用下，下、上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起，经过多次反复，使短切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡，形成密实而均匀的连续SMC片料。片状模塑料（SMC）的制造工艺浸渍和压实85SMC成型设备玻璃纤维毡制片机带式制片机组辊式制片机组鼓轮式制片机1234567891011低部PE薄膜顶部PE薄膜树脂糊树脂糊割刀割刀粗纱切割器粗纱压紧辊中空钢鼓轮SMC成品SMC成型设备玻璃纤维毡制片机1234567891011低部86SMC的典型配方类型配方一般型耐腐蚀型低收缩型配比树脂邻苯二甲酸型100间苯二甲酸型100邻苯二甲酸型10065~75%引发剂PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1低收缩剂热塑性聚合物0-10-热塑性聚合物25-40填料CaCO3

70-120BaSO460-80CaCO3120-180内脱膜剂硬脂酸铅1-2硬脂酸铅1-2硬脂酸铅1-2增稠剂MgO或Ca(OH)2

1-2MgO或Ca(OH)2

0.5-2MgO或Ca(OH)2

1-2颜料2-5--阻聚剂少量少量少量玻璃纤维

25~35%SMC的典型配方类型一般型875.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑885.1.3连续纤维预浸料的制造溶液浸渍法（如图）：

生产工艺：各组分溶解到溶剂+纤维→烘干（除溶剂）→按需切割热熔浸渍法和胶膜辗压法

熔融法：

熔融树脂(加隔离纸)→涂于纤维上→纤维另一面附一层隔离纸→压实辊→收卷。

胶膜法：与熔融法类似，差别在于树脂是形成胶膜，而非熔融流出。粉末法制备预浸料粉末静电法：在连续纤维表面沉积带电树脂粉末，用辐射加热方法使聚合物粉末永久的粘附在纤维上。

粉末悬浮法：

①水悬法：水中悬浮的树脂颗粒粘附到连续运动的纤维上；

②气悬浮：细度为10～20μm聚合物颗粒在硫化床中悬浮。5.1.3连续纤维预浸料的制造溶液浸渍法（如图）：

89连续纤维预浸料的制造连续纤维预浸料的制造905.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料5.1.2热固性模塑料5.1.3连续纤维预浸料5.1.4增强热塑性塑料片材模塑粉短纤维增强热固性模塑料片状模塑料（SMC）5.1复合材料半成品制造工艺5.1.1热塑性塑料粒料模塑91增强热塑性塑料片材（RTPS）

与热固性复合材料相比，热塑性复合材料以其良好韧性、快速成型和可回收利用的优势倍受重视。将增强材料和热塑性树脂预先制成半成品板材，再将它剪裁成坯料，模压或冲压成各种制品。这种半成品称为增强热塑性塑料片材(ReinforcedThermoplasticsSheet,RTPS)。最常见的是玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GlassMatReinforcedThermoplastics)，即GMT，约占RTPS的90%。增强热塑性塑料片材（RTPS）与热固性复合材料相比92GMT及其特点

GMT概念

利用连续或短切玻璃纤维针刺毡和热塑性树脂（如聚丙烯）复合而成的一种高强、质轻增强热塑性复合材料。可回收利用，节能、环保。

GMT特点与金属板材比，质轻、耐腐蚀、隔热、隔音、绝缘性好。与SMC比，储存期长、成型周期短、回收利用、无污染、冲击韧性高。与短纤维增强热塑性复合材料比，GMT强度高，刚性好，抗蠕变性能好，使用寿命长，制品尺寸稳定性好。GMT及其特点GMT概念93RTPS的制造方法悬浮沉积工艺

将玻璃纤维、热塑性树脂粉末、悬浮助剂和水一起搅拌形成均匀悬浮液，通过流浆箱、成形网，滤出水后形成湿片，再经干燥、粘结、压轧成为增强热塑片材。流态化床法

先将粉末树脂放入孔床中，再通入空气使粉末树脂流态化。然后使分散的纤维从容器中通过，于是玻纤周围附着粉末树脂。附着树脂的玻纤通过切断器被切成定长，降落在输送网带上，通过热轧区和冷却区后制成增强热塑性片材。熔融浸渍工艺静电吸附法RTPS的制造方法悬浮沉积工艺94熔融浸渍工艺制造GMT简图PPPPPP热固结玻纤毡玻纤毡熔融浸渍工艺制造GMT简图PPPPPP热固结玻纤毡玻纤毡95静电吸附法制造RTPS简图热轧区冷却区吸附玻纤薄膜卷材热塑性树脂薄膜1.静电磨擦辊；2.玻璃纤维；3.静电发生器1112223静电吸附法制造RTPS简图热轧区冷却区吸附玻纤薄膜卷材热塑性96GMT产品及应用

南京原丝无纺毡复合片材有限公司()GMT产品及应用南京原丝无纺毡复合片材有限公司(http975.2复合材料制品成型工艺5.2.1手糊工艺5.2.2模压成型工艺5.2.3RTM成型工艺5.2.4喷射成型工艺5.2.5连续缠绕成型工艺5.2.6拉挤成型工艺5.2.7挤出成型工艺5.2.8RRIM成型工艺5.2复合材料制品成型工艺5.2.1手糊工艺98手糊成型工艺—流程制品固化检验增强材料准备手糊成型脱膜模具准备后处理树脂胶液配制涂脱膜剂手糊成型工艺—流程制品固化检验增强材手糊成型脱膜模具99手糊成型工艺—生产准备

场地

要求清洁、干燥、通风良好，空气温度保持在15～35℃之间，后加工整修段，要有抽风除尘和喷水装置。模具准备

清理、组装、涂脱模剂等。树脂胶液配制防止胶液中混入气泡；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

按设计要求选择增强材料的种类和规格。手糊成型工艺—生产准备场地100手糊成型工艺—糊制与固化铺层糊制

①干法铺层：先将预浸料裁剪成坯料，加热软化，一层一层紧贴在模具上，排除层间气泡。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，一层一层紧贴在模具上，消除气泡。一般手糊工艺多用此法铺层。手糊工具

有羊毛辊、猪鬃辊、螺旋辊及电锯、电钻、打磨抛光机等。固化（硬化和熟化）

硬化：从凝胶到硬化一般要24h，固化度达50%～70%，可以脱模。熟化：室温下固化1～2周才能使制品具有力学强度，固化度达85%以上。加热可促进熟化过程，聚酯玻璃钢，80℃加热3h。手糊成型工艺—糊制与固化铺层糊制101手糊成型工艺—脱模和修整脱模

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大型制品脱模借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。④复杂制品脱模

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，固化后很容易脱下来。修整①尺寸修整成型后的制品，按设计尺寸切去多余部分；②缺陷修补包括穿孔修补，气泡、裂缝修补，破孔补强等。手糊成型工艺—脱模和修整脱模102手糊成型工艺特点优点适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产。设备简单、投资少、设备折旧费低。工艺简便。易于满足产品设计要求，可在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，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。产品力学性能较低。手糊成型工艺特点优点1035.2.2模压成型工艺流程模具预热称模压料预热和预成型涂脱膜剂装膜压制脱膜辅助加工后处理检验成品压制前准备压制温度和压力是压制阶段的关键控制参数，视制品厚度、物料稠度和结构复杂程度等因素，SMC模塑料的成型温度在120~170oC，压力1.5~21.0MPa。5.2.2模压成型工艺流程模具预热称模压料预热和涂脱膜剂装104模压成型工艺特点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。主要优点：生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；产品尺寸精度高，重复性好；表面光洁，无需二次修饰；能一次成型结构复杂的制品；批量生产，价格相对低廉。不足之处：模具制造复杂，投资较大，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，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。模压成型工艺特点将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加1055.2.3

RTM成型工艺

树脂传递模塑成型简称RTM（ResinTransferMolding），是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术。RTM成型技术的特点

制造两面光洁制品；成型效率高，适合生产中等规模的玻璃钢产品；RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；增强材料任意方向铺放，容易实现按制品受力状况铺放增强材料；原材料及能耗少；建厂投资少，上马快。RTM技术适用范围

广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域：汽车壳体及部件、螺旋浆、风力发电机叶片（8.5m长）、天线罩、机器罩、游泳池板、电话亭、电线杆、小型游艇等。5.2.3RTM成型工艺树脂传递模塑成型简称RTM（1065.2.4喷射成型工艺将混有引发剂和促进剂的树酯分别从喷枪外围喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，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，固化成型。

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2～4倍；整体性好、无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，耐腐蚀、渗漏；产品尺寸、形状不受限制。

缺点树脂含量高，制品强度低；产品只能做到单面光滑；污染环境，有害工人健康。5.2.4喷射成型工艺将混有引发剂和促进剂的树酯分别从喷枪1075.2.5连续缠绕成型工艺

缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带、预浸纱）按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种。干法缠绕

干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带，在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。预浸纱、带专业生产，严格控制树脂含量（2%以内）、预浸纱质量；能够准确地控制产品质量；生产效率高，缠绕速度可达100～200m/min；缠绕机清洁，劳动卫生条件好。缠绕设备贵，需要增加预浸纱制造设备，投资较大；制品的层间剪切强度较低。5.2.5连续缠绕成型工艺缠绕成型工艺是将浸过树脂胶108连续缠绕成型工艺

湿法缠绕

将纤维集束（纱式带）浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上。成本比干法缠绕低40%；产品气密性好，因缠绕张力使多余树脂胶液将气泡挤出，填满空隙；纤维排列平行度好；纤维上的树脂胶液，可减少纤维磨损；生产效率高（达200m/min）。树脂浪费大，操作环境差；含胶量及成品质量不易控制，可供湿法缠绕的树脂品种较少。半干法缠绕

半干法缠绕是纤维浸胶后，在缠绕至芯模的途中，增加一套烘干设备，将浸胶纱中的溶剂除去。连续缠绕成型工艺湿法缠绕109连续缠绕成型工艺流程胶液配制芯膜制造纵、环向缠绕胶纱纱锭纱团浸胶烘干张力控制固化加热粘流纵、环向缠绕络纱集束