玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料.ppt

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。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
7、注射成型
8、喷射成型
9、真空袋压力成型表1不同成型方法的玻璃钢(欧洲地区）产量（一）、手糊成型(handlayup)
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。
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。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25～55mm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。SMC以捆卷状态供应备用。将卷材展开、剪裁、称量，放人加热的钢模铂，加压使之固化成型、脱模，即为成品成型方法（三）、树脂传递成型RTMRTM是一低压系统，树脂注射压力范围0.4-0.5Mpa。当制造高纤维含量（体积比超过50％）的制品，如航空航天用零部件时，压力甚至达0.7Mpa.纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状（带粘结剂），再在第二个模具内注射成型。为了提高树脂浸透纤维的能力，可选择真空辅助注射。注意树脂一经将纤维材料浸透，树脂注口要封闭，以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材制作。若采用加热工艺，宜用钢模。优点

1）制品纤维含量可较高，未被树脂浸的部分非常少；
2）闭模成型，生产环境好；
3）劳动强度较低，对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低；
4）制品两面光，可作有表面胶衣的制品，精度也比较高；
5）成型周期较短；
6）产品可大型化；
7）强度可按设计要求具有方向性；
8）可与芯材、嵌件一体成型
9）相对注射设备与模具成本较低。

缺点
1）不宜制作较小产品
2）因要承压，故模具较手糊与喷射工艺用的模具要重和复杂，价位也高一些典型产品
小型飞机和汽车零部件、客车座椅、仪表壳（四）、预浸料(高压釜)成型1、概要预先在加热、加压或使用溶剂的条件下，将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下，让预浸材料贮存几周或几个月，仍能保质使用。当要延长保持期，材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感，象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来，与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面，通过真空袋抽真空，并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动，并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供，它能对铺层施加达5个大气压的压力。(4)缺点1)对于预浸织物，材料成本高；
2)通常要对高压釜固化复合材料制品，耗费大、作业慢、制品尺寸受限制；3)模具需能承受作业温度；4)芯材需要承受作业温度和压力。(5)典型产品飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、
卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网球拍、滑雪板等)。三、力学性能分析（二）、复合材料的强度分析当玻璃纤维体积含量为50%时,复合材料的性能较好