玻璃纤维纱工艺.doc

--------------------校验:_____________--------------------日期:_____________玻璃纤维纱工艺纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺一、前言相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以来发展很快。尽管产量小(据法国Vetrotex公司统计,2003年全球复合材料达700万吨),但复合材料的水平已是衡量一个的标志之一。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年玻班纤维增强塑料(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)。复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成:增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP)中的树脂(本文谈到的环氧树脂)就是基体。y按基体材料不同,复合材料可分为三大类:树脂复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料,如陶瓷基复合材料。本文讨论环氧树脂基复合材料。1、为什么采用环氧树脂做基体?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。值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳,然耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差。2、环氧玻璃钢性能(按ASTM)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。表1GF/EPR与钢的性能比较玻璃含量GF/EPR(玻纤含量80wt%)%%(UL-94)V-O比热容535J/kg•k233J/kg•×10-6k-×10-6k-1热变形温度204ºC()••×106V/%(24h)表2几种常用材料与复合材料的比强度和比模量材料名称密度g/cm3拉伸强度×104MPa弹性模量×106MPa比强度×106cm比模量×..54芳纶纤维/..、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介1、手糊成型(handlayup)(1)-(须待胶衣凝结后)一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、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)原材料FgbNG^树脂不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。纤维玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。芯材任意。(3)优点1)适合少量生产;2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;3)可制造大型制品和型状复杂产品;4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;5)可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;6)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);7)玻纤含量较喷射成型高。无捻粗纱布50%左右织物35%-45%短切原丝毡30%-40%(4)缺点1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定;;2)玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;3)手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。(5)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。2、树脂传递成型(RTM)(1)概要RTM是一种闭模低压成型的方法。将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;