聚合物基复合材料定稿

聚合物基复合材料第一节概述聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。

聚合物基发展史两千多年前，我国就用麻丝和大漆制成了漆器。

1839年美国人CharlesGoodyear发明了橡胶硫化法，而硫化橡胶本身是由橡胶、填料、硫化剂等其他助剂组成的复合材料，热固性塑料工业的发展和复合材料工业的发展是相辅相成的。热塑性塑料复合材料的发展要滞后一些。最早的应用是在PVC的生产中加入了碳酸钙，目的是降低成本。

英国的ICI公司研发的玻璃纤维增强尼龙的新生产技术取得巨大成功，从而带动热塑性塑料复合材料的快速发展。纤维增强聚合物复合材料纤维增强材料在现代复合材料的发展历史中，纤维增强材料是最大的功臣，也可以说是现代复合材料的支柱。最早使用的复合材料就是玻璃纤维增强塑料，至今在高技术新材料领域纤维增强复合材料仍然在发挥重要的作用。

为了进一步提高复合材料的性能，纤维增强材料的研究与开发显得特别活跃，先后开发出几十种纤维增强材料。主要有玻璃纤维、芳纶纤维（kevlar纤维）、尼龙纤维、聚乙烯纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维以及金属纤维（如钨、钼、不锈钢丝等）。其中在各类复合材料中得到大量使用的是玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维等。玻璃纤维增强热塑性塑料玻璃纤维是由含有各种金属氧化物的硅酸盐类，经熔融后以极快的速度抽丝而成。性能优异的无机非金属材料，应用广泛。质地柔软，可纺织成各种玻璃布、玻璃带等织物。性能特点：玻璃纤维的密度在2.4-2.8g/cm3之间，抗拉强度在3-4.6GPa之间（为高强度钢的2-3倍），弹性模量在70-110GPa（与铝和钛合金模量相当），但比强度为12.5-18.4×106cm（为高强度钢的6-10倍），比模量为2.8~4.0×107cm（略高于高强度钢）不燃、耐高温、电绝缘、热膨胀系数小、化学稳定性好。可用来制作绝缘材料，纤维内窥镜、光导纤维，还可以做复合材料的增强材料。玻璃纤维增强聚丙烯(代号FR—PP)，特点是机械强度大大提高，当短切玻璃纤维增加到30％—40％时，其强度达到顶峰，抗拉强度达到100MPa，大大高于工程塑料，尤其是低温脆性得到了大大改善，随玻璃纤维含量提高，低温时的抗冲击强度也有所提高。吸水率很小，是聚甲醛和聚碳酸酯的十分之一。在耐沸水和水蒸气方面更加突出，含有20％短切纤维的FR—PP，在水中煮1500小时，其抗拉强度比初始强度降低10％，如在23℃水里浸泡时强度不变。在高温、高浓度的强酸、强碱中会使机械强度下降。在有机化合物的浸泡下会降低机械强度，并有增重现象。

玻璃纤维聚酰胺聚酰胺是一种热塑性工程塑料，本身的强度就比一般通用塑料的强度高，耐磨性好，但因吸水率太大，影响了尺寸稳定性，耐热性也较低。用玻璃纤维增强的聚酰氨，这些性能就会大大改善。玻璃纤维增强聚酰胺(代号FR—PA)的品种很多。有玻璃纤维增强尼龙6(FR—PA6)、玻璃纤维增强尼龙66(FR—PA66)、玻璃纤维增强尼龙1010(FR—PA1010)等。玻璃纤维的含量达到30％—35％时，其增强效果最为理想，抗拉强度可提高2—3倍，抗压强度提高1.5倍，最突出的是耐热性提高幅度最大。在聚酰胺中加入玻璃纤维后，唯一的缺点是使本来耐磨性好的性能变差了。因为聚酰胺的制品表面光滑，光洁度越好越耐磨。而加入玻璃纤维以后，如果将制品经过二次加工或者被磨损时，玻璃纤维就会暴露于表面上，这时材料的磨擦系数和磨耗量就会增大。因此，如果用它来制造耐磨性要求高的制品时，一定要加入润滑剂。玻璃纤维增强聚碳酸酯聚(代号ＦＲ—PC)碳酸酯是一种透明度较高的工程塑料，它的刚韧相兼的特性是其他塑料无法相比的，唯一不足之处是易产生应力开裂、耐疲劳性差。加入玻璃纤维以后，ＦＲ—PＣ比PＣ的耐疲劳强度提高2—3倍，耐应力开裂性能可提高6—8倍，耐热性比PＣ提高10—20℃，线膨胀系数缩小为1.6－2.4×10－６ｍ／℃，因而可制成耐热的机械零件。玻璃纤维增强聚酯聚酯作为基体材料主要有两种，一种是聚苯二甲酸乙二酯(代号PET)，另一种为聚苯二甲酸丁二酯(代号PBT)。未增强的纯聚酯结晶性高，成型时收缩率大，尺寸稳定性差、耐温性差。质脆。用玻璃纤维增强后，机械强度比其他玻璃纤维增强热塑性塑料均高，抗拉强度135-145MPa，抗弯强度209－250MPa，耐疲劳强度达52MPa。耐热性提高最大，PET的热变形温度为85℃，PR—PFT为240℃，仍能保持机械强度，是玻璃纤维增强热塑性塑料中耐热温度最高的一种。耐低温度性能好，超过了FR—PA6，在温度高低交替变化时，机械性能变化不大；电绝缘性好，可制造耐高温电器零件；高温下耐老化性好，胜过玻璃钢，尤其是耐光老化性能好，所以使用寿命长。不足之处是在高温下易水解，使机械强度下降。不适于在高温水蒸气下使用。玻璃纤维增强聚甲醛(代号ＦＲ—POＭ)聚甲醛是一种性能较好的工程塑料，加入玻璃纤维后，不但起到增强的作用，而且耐疲劳性和耐蠕变性有很大提高。含有25％玻璃纤维的ＦＲ—PＯＭ的抗拉强度为纯PＯM的两倍、弹性模量为纯PＯM的三倍，耐疲劳强度为纯PＯM的两倍，高温下仍具有良好的耐蠕变性，同时耐老化性也很好。但不耐紫外线照射，因此在塑料中要加入紫外线吸收剂。不足之处是加入玻璃纤维后其摩接系数和磨耗量大大提高了，即耐磨性降低了。为了改善其耐磨牡，可用聚四氟乙烯粉末做为填料加入聚甲醛中，或加入碳纤维来改性。破璃纤维增强热固性塑料破璃纤维增强热固性塑料(代号GFRP)，玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维(包括长纤维、布、带、毡等)做为增强材料，热固性塑料(包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等)做为基体的纤维增强塑料。俗称玻璃钢。根据基体种类不同，可将GFRP分成三类，即玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂。GFRP的突出特点是比重小、比强度高。比金属铝轻而比强度比高级合金钢还高。“玻璃钢”这个名称便由此而来。还具有良好的耐腐蚀性，在酸、碱、有机溶剂、海水中均很稳定，良好的电绝缘材料，电阻率和击穿电压强度达到了电绝缘材料的标准，可做为耐高压的电器零件。不反射无线电波，微波透过性好，可制造扫雷艇和雷达罩。具有保温、隔热、隔音、减振等性能。缺点是刚性差。会因日光照射空气中的氧化作用、有机溶剂的作用产生老化现象，比塑料要缓慢。玻璃纤维增强环氧、酚醛、聚酯树脂除具有上述共同的性能特点而外，各自有其特殊的性能。玻璃纤维增强环氧树脂是GFRP中综合性能最好的一种。因环氧树脂的粘结能力最强，与玻璃纤维复合时，界面剪切强度最高。机械强度高于其他GFRP。环氧树脂固化时无小分子放出，故尺寸稳定性最好，收缩率只有1％－2％，环氧树脂的固化反应是放热反应，易产生气泡，但因添加剂少，很少发生鼓泡现象。唯一不足的是环氧树脂粘度大，加工不太方便，成型时需要加热，室温下成型会导致环氧树脂固化反应不完全。不能制造大型制件。玻璃纤维增强酚醛树脂是各种GFRP中耐热性最好的一种，可在200℃下长期使用，在1000℃以上的高温下，也可短期使用。是耐烧蚀材料，可做宇宙飞船的外壳。耐电弧性，可用于制做绝缘材料。价格便宜，原料来源丰富。不足处是性能较脆，机械强度不如环氧树脂。固化时有小分子副产物放出，故尺寸不稳定，收缩率大。对人体皮肤有刺激，会使手和脸肿胀。玻璃纤维增强聚酯树脂突出特点是加工性好，加入引发剂和促进剂后，可在室温下固化成型，由于树脂中的交联剂也起稀释剂的作用，所以树脂的粘度大大降低了，可采用各种成型方法进行加工成型，可制作大型构件，扩大了应用的范围。它的透光性好，透光率可达60％－80％，可制作采光瓦。价格便宜。不足之处是固化时收缩率大，可达4％—8％，耐酸、碱性差，不宜制作耐酸碱的设备及管件。高强度、高模量纤维增强塑料主要是指以环氧树脂为基体，以各种高强度、高模量的纤维(包括碳纤维、硼纤维、芳香族聚酰胺纤维、各种晶须等)做为增强材料的高强度、高模量纤维增强塑料。该种材料由于受增强纤维高强度、高模量这一性能的影响．致使其具有共同的特点：（1）比重轻、强度高、模量高和低的热膨胀系数。是目前力学性能最好的高分子复合材料。(2)加工工艺简单。该种增强塑料可采用ＧＦＲＰ的各种成型方法，如模压法、缠绕法、手糊法等。（3）价格昂贵。该种材料唯一的缺点是价格比较贵。

碳纤维增强环氧塑料是一种强度、刚度、耐热性均好的复合材料，这方面的性能是其他材料无法相提并论的。比重小、刚度大、抗冲击强度特别突出，耐疲劳强度很大．摩擦系数很小，这方面性能均超过了钢材。耐热性特别好，可在12000℃高温下经受10秒钟，保持不变。不足之处一是碳纤维与塑料的粘结性差，且各向异性，这方面不如金属材料。目前已有解决办法，使碳纤维氧化和晶须化来提高其粘结性。用碳纤维编织法来解决各向异性的问题。另一个不足之处是价格昂贵，因而虽然有上述一些优良性能，但还只是应用于宇航工业，其他领域应用较少。

芳香族聚酰胺纤维增强塑料：基体材料主要是环氧树脂，其次是热塑性塑料的聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等。芳香族聚酰胺纤维增强环氧树脂的抗拉强度大于GFRP，而与碳纤维增强环氧树脂相似。最突出的特点是有压延性，与金属相似，而与其他有机纤维则大大不同。

硼纤维增强塑料是指硼纤维增强环氧树脂。该种材料突出的优点是刚度外，它的强度和弹性模量均高于碳纤维增强环氧树脂。是高强度高模量纤维增强塑料中性能最好的一种。碳化硅纤维增强塑料：主要是指碳化硅纤维增强环氧树脂。碳化硅纤维与环氧树脂复合时不需要表面处理，粘结力就很强，材料层间剪切强度可达1.2MPa。它的抗弯强度和抗冲击强度为碳纤维增强环氧树脂的两倍，如果与碳纤维混合叠层进行复合时，会弥补碳纤维的缺点。23第二节

聚合物基复合材料的结构设计☆材料设计是指根据对材料性能的要求而进行的材料获得方法与工程途径的规划。☆对设计一词的传统解释为：进行某项制作或工程以前，根据该项目的使用目的和性能要求，拟定其材料、结构、工艺、用地、进度、费用等各方面的计划和估算。24⊙复合材料设计是通过改变原材料体系、比例、配置和复合工艺类型及参数，来改变复合材料的性能，特别是使其具有各向异性，从而适应在不同位置、不同方向和不同环境条件下的使用要求。⊙复合材料的可设计性赋予了结构设计者更大的自由度，从而有可能设计出能够充分发掘与应用材料潜力的优化结构。25在结构设计中，首先应明确设计条件，即根据使用目的提出性能要求、载荷情况、环境条件及受几何形状和尺寸大小的限制等，这些往往是设计任务书的内容。（1）结构性能要求一般来说，体现结构性能的主要内容有：①结构所能承受的各种载荷，确保在使用寿命内的安全；②提供装置各种配件、仪器等附件的空间，对结构形状和尺寸有一定的限制；③隔绝外界的环境状态而保护内部物体。★复合材料结构设计条件26（2）载荷情况结构承载分为静载荷和动载荷

静载荷：缓慢的由零增加到某一数值以后就保持不变或变动不显著的载荷；

动载荷：能够使构件产生较大的加速度，并且不能忽略产生的惯性力的载荷在静载荷的作用下结构一般应设计成具有抵抗破坏和抵抗变形的能力，即具有足够的强度和刚度。在动载荷的作用下结构一般应设计成具有抵抗冲击、耐疲劳来设计结构27（3）环境条件一般在设计结构时，应明确的确定结构的使用目的，要求完成的使命，且还有必要明确它在保管、包装、运输等整个使用期间的环境条件，以及这些过程的时间和往返次数等，以确保在这些环境条件下结构的正常使用。为此，必须充分考虑各种可能的环境条件。一般为下列四种环境条件：（1）力学条件：加速度、冲击、振动、声音等；（2）物理条件：压力、温度、湿度等；（3）气象条件：风雨、冰雪、日光等；（4）大气条件：放射线、霉菌、盐雾、风沙等。分析各种环境条件下的作用与了解复合材料在各种环境条件下的性能，对于正确进行结构设计是很有必要的，除此之外，还应从长期使用角度出发，积累复合材料的变质、磨损、老化等长期性能变化的数据。28(4)结构的可靠性与经济性所谓结构的可靠性，是指结构在所规定的使用寿命内，在给予的载荷情况和环境条件下，充分实现所预期的性能时结构正常工作的能力，这种能力用一种概率来度量称为结构的可靠度。结构强度最终取决于构成这种结构的材料强度，所以欲确定结构的可靠度，必须对材料特性作统计处理，整理出它们的性能分布和分散性资料。结构设计的合理性最终表现在可靠性和经济性两方面。一般来说，要提高可靠性就得增加初期成本，而维修成本是随可靠性的增加而降低的，所以总成本最低时（即经济性最要好）的可靠性为最合理。29材料设计，通常是指选用几种原材料组成具有所要求性能的材料的过程。由于不同构件的功能不同，因此对于组成构件的材料的性能要求也不同，同时，所采用的材料还受到相应约束条件的限制。构件功能对材料性能的要求约束条件30▲物理性能（如密度、导热性、导电性、磁性、微波吸收性或反射性、透光性等）▲化学性能（抗腐蚀性、抗氧化性等）▲力学性能（如强度、模量、韧性、硬度、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等）；★对材料性能的要求31★对所采用材料的约束条件☆对所采用材料的约束条件包括：资源、能耗、环保、成本、生产周期、寿命、使用条件（温度、气氛、载荷性质、所接触的介质等）。32一、原材料的选择原则（1）比强度、比刚度高原则在满足强度、刚度、耐久性和损伤容限等要求的前提下，应使结构质量最轻。（2）材料与结构的使用环境相适应的原则通常要求材料的主要性能在结构整个使用环境条件下，其下降幅值应不大于10%。（3）满足结构特殊性要求的原则除了结构刚度和强度意外，许多结构物还要求有一些特殊性能。通常为满足这些特殊性要求，要着重考虑合理的选取基体材料。33（4）满足工艺性要求的原则复合材料的工艺性包括预浸料工艺性、固化成型工艺性、机加装配工艺性和修补工艺性四方面。挥发物含量黏性树脂流出量预浸料贮存期处理期工艺期预浸料工艺性固化成型工艺性加压时间固化温度固化压力层合板性能对固化温度和压力的敏感性固化后构件的收缩率

机加装配工艺性主要是指机加工艺性；修补工艺性主要是指已固化的复合材料与未固化的复合材料通过其他基体材料或胶黏剂粘结的能力。工艺性要求与选择的基体材料和纤维材料有关34（5）成本低、效益高的原则成本包括初期成本和维修成本，而初期成本包括材料成本和制造成本。效益指减重获得节省材料、性能提高、节约能源等方面的经济效益。

成本低、效益高的原则是一项重要的选材原则35二、纤维的选择▼高强度、高模量▼易于生产加工▼良好的化学稳定性▼耐机械损伤▼具有合适的尺寸和几何形状▼纤维性能再现性（或一致性）好▼柔曲性好▼价格能为使用方承受36（1）若结构要求有良好的透波、吸波性能，可选取Kevlar纤维、氧化铝纤维等作为增强材料；（2）若结构要求有高的刚度，则可选用高模量碳纤维或硼纤维；（3）若结构要求有高的抗冲击性能，则可选用玻璃纤维、Kelvar纤维；（4）若结构要求有好的低温工作性能，则可选用低温下不脆化的碳纤维；（5）若结构要求尺寸不随温度变化，则可选用Kelvar纤维或碳纤维；（6）若结构要求既有较大的强度又有较大的刚度时，则可选用比强度和比刚度均较高的碳纤维或硼纤维。37（1）各组分材料之间的相容性，包括：物理相容性（如热膨胀系数）化学相容性（如在制造和服役期间是否产生有害反应）力学相容性（如在复合材料承受载荷包时，各组分之间的应变能否彼此协调）38（2）按照各组分在复合材料中所起作用来确定增强组分的几何形状（如颗粒状、条带状、纤维状及它们的编织与堆集状态等）及其在复合材料中的位置与取向；（3）在制成复合材料后，其中的各组分应保持它们的固有优秀性质，并能扬长避短、相互补充，产生所需要的复合效应。39三、树脂选择环氧树脂聚酰亚胺树脂酚醛树脂聚酯树脂热固性树脂聚醚砜聚砜聚醚醚酮聚苯砜热塑性树脂尼龙聚苯二烯聚醚酰亚胺40选择基体应明确的问题（1）复合材料的耐温和耐环境性主要取决于基体；（2）复合材料其他性质（如对纤维的粘接性、传递和分散载荷的功能等）也依赖基体；（3）纤维增强复合材料的使用温度范围通常按基体划分。41目前树脂基复合材料中用的最多的基体是热固性树脂，尤其是各种牌号的环氧树脂。环氧树脂有较高的力学性能，但工作温度较低，只能在-40~130℃范围内长期工作。对于需耐高温的复合材料，主要是用聚酰亚胺作为基体材料，它能在200~259℃温度下长期工作。42树脂的选择应考虑如下的各种要求：（1）要求基体材料能在结构使用温度范围内正常工作；（2）要求基体材料具有一定的力学性能；（3）要求基体的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率，以确保充分发挥纤维的增强作用；（4）要求基体材料具有满足使用要求的物理、化学性能，主要指吸湿性、耐介质、耐候性、阻燃性、低烟性和低毒性；（5）要求具有一定的工艺性，主要是指黏性、凝胶时间、挥发分含量、预浸带的保存期和工艺期、固化时的压力和温度、固化后的尺寸收缩率等。43结构设计对应不同的设计目标，可以有下列五种设计类型：（1）安全设计（2）单项性能设计（3）等强度设计（4）等刚度设计（5）优化设计44（1）安全设计▲要求所设计的结构或构件在使用条件下安全工作，不致发生失效。▲具体到材料，则表现为必须达到特定的性能指标（如强度、模量等）。45（2）单项性能设计▲使复合材料的某一项性能满足要求。例如透波或吸波、隐身、零膨胀、耐高温、耐某种化学介质等。▲但是设计者必须在重点满足主要要求的同时，尽可能地兼顾其他性能的综合要求，以避免结构复杂和臃肿。46（3）等强度设计▲对于材料来说，等强度设计就是要求其性能的各向异性能够符合工作条件环境要求的方向性。47（4）等刚度设计▲等刚度设计是要求材料的刚性能够满足对于构件变形的限制条件，并且没有过多的冗余。48（5）优化设计☆优化设计（optimaldesign)就是使目标函数取极值的设计，包括：♀最小质量设计♀最长寿命设计♀最低成本设计♀最低单位时间使用费用设计，又称价值工程（valueengineering）或价值分析（valueanalysis），即花费金额/服役时间愈低，其结构愈经济。第三节

聚合物基复合材料的制备和加工复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后，主要决定适于成型固化工艺。所谓成型固化工艺包括两方面的内容，一是成型，这就是将预浸料根据产品的要求，铺置成一定的形状，一般就是产品的形状。二是进行固化，这就是使已铺置成一定形状的叠层预浸料，在温度、时间和压力等因素影响下使形状固定下来，并能达到预计的性能要求。生产中采用的成型方法有：(1)手糊成型——湿法铺层成型。(2)真空袋压法成型。(3)压力袋成型。(4)树脂注射和树脂传递成型。(5)喷射成型。(6)真空辅助树脂注射成型。(7)夹层结构成型。(8)模压成型。(9)注射成型。(10)挤出成型。(11)纤维缠绕成型。(12)拉挤成型。(13)连续板材成型。(14)层压或卷制成型。(15)热塑性片状模塑料热冲压成型。(16)离心浇铸成型。上述(9)．(10)，(15)为热塑性树脂基复合材料成型工艺，分别适用于短纤维增强和连续纤维增强热塑性复合材料两类。1.预浸料及其制造方法预浸料通常是指定向排列的连续纤维(单向、织物)等浸渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品。（1）热固性预浸料制造根据浸渍设备或制造方式不同，热固性FRP预浸料的制造分轮鼓缠绕法和阵列排铺法；按浸渍树脂状态分湿法(溶液预浸法)和干法(热熔预浸法)。（2）热塑性预浸料制备：连续纤维被切成一定长度的短纤维，散落在连续输送的涂有含填料的糊状树脂的塑料薄膜上，将含有纤维、填料和树脂混合物的塑料薄膜卷绕起来就成为片状模塑料（SMC）。2.手糊成型工艺手糊工艺：是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。工艺过程：先在磨具上涂刷一层脱膜剂，然后加入含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后再固化、脱膜、修边，得到复合材料制品。手糊成型工艺在世界各国复合材料工业生产中，仍占用很大的比例，如美国占35%，西欧占25％，日本占42％；中国占75%。这说明接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性。手糊成型示意图3.喷射成型工艺喷射成型一般是将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧测(或在喷枪内混合)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。持沉积到一定厚度，用手辊滚压，使纤维浸透树脂、压实并除去气泡，最后固化成制品。玻璃纤维无捻粗纱聚酯树脂加热引发剂促进剂静态混合切割喷枪模具喷射成型固化脱模喷射成型工艺流程图4.袋压成型工艺袋压成型是将手糊成型的未固化制品，通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力，使制品在压力下密实，固化。袋压成型法的优点是：①产品两面光滑；②能适应聚酯、环氧和酚醛树脂；③产品重量比手糊高。袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：压力袋法：压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.25～0.5MPa），使制品在热压条件下固化。真空袋法：是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的气泡和挥发物排除，制品表面更加致密。5.模压成型工艺模压成型工艺:是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。是广泛使用的对热固性树脂和热塑性树脂都适用的纤维复合材料成型方法。金属对模准备涂脱模剂模压成型模塑料、颗粒树脂短纤维固化脱模后处理检验制品加热、加压加热冷却模压成型工艺流程图6.缠绕成型工艺一种将浸渍了树脂的纱或丝束缠绕在回转芯模上。常压下在室温或较高温度下固化成型的一种复合材料制造工艺。是一种生产各种尺寸回转体的简单有效的方法。缠绕工艺流程图纱团集束胶液配制浸胶烘干络纱胶纱纱绽张力控制纵、环向缠绕芯模纵、环向缠绕张力控制加热粘流固化脱模打模喷漆成品湿法缠绕成型工艺干法缠绕成型工艺7.拉挤成型工艺将浸渍过树脂液的连续纤维束或带状织物在牵引装置作用下通过成型模定型，在模中或固化炉中固化，制成具有特定横截面和长度不受限制的复合材料型材的方法。第四节

聚合物复合材料的应用目前应用的复合材料主要有金属基、陶瓷基和聚合物基三个大类，由于前两类复合材料价格昂贵，主要用于宇航、航空工业部门，一般工业应用尚不多见。在三类复合材料中，聚合物基复合材料的应用最广，发展也最快。例如在汽车、船舶、飞机、通讯、建筑、电子电气、机械设备、体育用品等各个方面部有应用。玻璃纤维增强塑料(GFRP)的应用(1)GFRP在石油化工工业中的应用石油化工工业利用GFRP的特点，解决了许多工业生产过程中的关健问题，尤其是耐腐蚀性和降低设备维修费等方向。GFRP管道和罐车是原油陆上运输的主要设备。聚酯和环氧GFRP均可做输油管和储油设备，以及天然气和汽油GFRP罐车和贮槽。海上采油平台上的配电房可用钢制骨架和GFRP板组装而成。板的结构是硬质聚氨酯泡沫塑料加GFRP蒙面。这样的材料质轻、强度高、刚度好，而且包装运输也很方便。能合理利用平台的空间并减轻载荷，同时还有较好的热和电的绝缘性能。化学工业生产也是离不开GFRP的。用GFRP制成的风机叶片，不仅延长了使用的寿命，而且还大大地降低了电耗量。(2)GFRP在建筑业中的应用建筑业使用GFRP，主要是代替钢筋、树木、水泥、砖等。并己占有相当的地位。其中应用最多的是GFRP透明瓦，这是一种聚酯树脂浸渍玻璃布压制而成的。波形瓦主要用于工厂采光，其次是作街道、植物园、温泉、商亭等的顶篷，GFRP板应用于货栈的屋顶、建筑物的墙板、天花板、太阳能集水器等，还可用GFRP制成饰面板、圆屋顶、卫生间、浴室、建筑模板、门、窗框、洗衣机的洗衣缸、储水槽格、管内衬、收集贮罐和管道减阻器等。

(3)GFRP在造船业中的应用用GFRP可制造各种船舶，如赛艇、警艇、游艇、碰碰船、交通艇、救生艇、帆船、鱼轮、扫雷艇等。(4)GFRP在铁路运输上的应用

GFRP在铁路上主要是用在造车生产中。铁路车辆有冲多部件可以用GFRP创造，如内燃机车的驾驶室、车门、车窗、框、行里架、座椅、车上的整体厕所等。(5)GFRP在汽车制造业中的应用GFRP除制造汽车的外壳外还可制造汽车上的许多零件和部件，如汽车底盘、车门、车商、车座、发动机罩以及驾驶室。从1958年开始我国就开始研制GFRP汽车外壳，近年来、我国许多城市已经使用了GFRP制成的汽车外壳及其零部件，这种汽车制造方法简尽、力便、省工时、省劳力，可降低造价，同时汽车自重轻，外观设计美观，保温隔热效果好。也可以用GFRP创造卡车的贺驶室的顶盖、风窗、发动机罩、门框、仪表盘等。(6)GFRP在冶金工业中的应用耐腐蚀性的容器、管道、泵、阀门等设备，GFRP烟囱。(7)GFRP在宇航工业中的应用飞机上的雷达罩，机身、机翼、螺旋桨、起落架、尾舵、门、窗等。GFEP在导弹和火箭上的应用也很多。玻璃纤维增强热塑性塑料(FR—TP)的应用1.玻璃纤维增强聚丙烯(代号FR—PF)，玻璃纤维增强聚丙烯的电绝缘性良好，用它可以制作高温电气零件。由于它的各