玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料.ppt
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1、关于玻璃纤维 增强环氧树脂基复合材料的综述,一、概述及复合材料结构 二、主要成型工艺 三、力学性能 四、应用,一、概述及复合材料结构,复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻璃纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。作为复合材料中的一枝的玻璃纤维增强环氧树脂(GFEP)具有力学强度高、成形收缩小、尺寸稳定性好和良好的耐化学腐蚀性能和电气绝缘性能等
2、特点,作为典型的纤维增强塑料(FRP)广泛应用于制造工业零部件和印刷电路板等产业 。 截止2010年1月底全国共有61家玻璃钢生产企业(其中包括四川省江南玻璃钢有限公司,重庆市君豪玻璃钢有限责任公司),为什么采用环氧树脂做基体? 环氧树脂固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%;粘结力强;有B阶段,有利于生产工艺; 可低压固化,挥发份甚低; 固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。,以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。,1、手糊成型湿法铺层成型 2、夹层结构成型(手糊法、机械法) 3、模压成型 4、层压成型 5、缠绕成型 6、拉挤成型
3、7、注射成型 8、喷射成型 9、真空袋压力成型,纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介,10、压力袋成型 11、树脂注射和树脂传递RTM模塑成型 12、卷制成型 13、真空辅助注射成型 14、离心浇铸成型 15、片状smc(团状bmc)模塑成型 16、连续板材成型 目前我国还是以手糊成型为主,在树脂基复合材料中约占80%。,目前在生产上经常采用的成型方法有16种:,表1 不同成型方法的玻璃钢(欧洲地区)产量,(一)、手糊成型(hand lay up),1、概要 依次在模具表面上施加 脱模剂 、胶衣一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)一层纤维增强材料,纤维增强材
4、料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。 树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。,2、手糊成型工艺的优点: 1)、不受尺寸、形状的限制; 2)、设备简单、投资少; 3)、工艺简单; 4)、可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要求; 5)、产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。,3、手糊成型工艺的缺点 1)、生产效率低,劳动强度大,卫生条件差; 2)、产品性能稳定性差;有些树脂有害健康 3)、产品力学性能较低。,自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍, 一般聚酯树脂制品固化
5、时,表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖, 也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类,否则自由基与周围 空气中的O2 、H2O反应,耗去大部分自由基,造成表面固化不完 全而发粘,4、手糊制品为什么要在表面覆盖聚酯薄膜?,5、手糊成型易发生的缺陷及防止措施,1)、制品表面发粘 原因1:空气湿度太大,水对树脂起阻聚作用 解决办法: (1)在树脂中加入0.02左右的液体石蜡; (2)在树脂中掺加5的异腈酸酯 ; (3)制品表面覆盖薄膜隔绝空气;,原因2:,引发剂、促进剂的比例弄错或失效,更换引发剂、促进剂。,2)、制品内气泡太多,原因1:,树脂用量过多,解决办法:,1、控制胶含量,2、注意拌合方式,原
6、因2:,树脂粘度过大,解决办法:,1、适当增加稀释剂,2、提高环境温度,原因3:,增强材料选择不当,选用浸透性好的无捻玻璃布,3)、流胶,树脂粘度太小,可加入23的活性氧化硅。,配料不均匀, 充分搅拌 。,固化剂用量不足, 适当调整固化剂用量。,6、典型产品 舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。,在树脂中加入引发剂、填料、颜料、内脱模剂、低收缩添加剂、增稠剂等,经搅匀成为树脂糊。树脂糊落到SMC机组的下薄膜上(常用聚乙烯薄膜或尼龙薄膜),与此同时在下薄膜上沉降短切成2555mm的玻璃纤维原丝,再往上面覆盖一层薄膜,成为片状夹心卷。将卷材存放数日使料稠化,以达到可模塑的黏度。S
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