层压塑料和增强塑料的成型.doc

HYPERLINK"file:///D:\\工作资料\\上课资料\\H塑料成型工艺学多媒体CAI\\chapters\\08.ppt"\l"-1,1,塑料成型工艺学"\t"_parent"第八章HYPERLINK"file:///D:\\工作资料\\上课资料\\H塑料成型工艺学多媒体CAI\\chapters\\08.ppt"\l"-1,1,塑料成型工艺学"\t"_parent"层压塑料和增强塑料的成型

8.0本章介绍
增强塑料是指聚合物与增强材料相结合而提高力学强度的有机复合材料。

常用的增强材料有玻璃、石棉、金属、剑麻、棉花或合成纤维等所制成的纤丝、粗纱和织物等，其中以玻璃纤维及其织物用得最多。

层压塑料是指将纸张、棉布、玻璃布、石棉纸等片状底材经授或涂树脂后(称附胶片材)，再经层叠、加热、加压而制成坚实的板、管、棒等形状的制品。

不难看出，层压塑料也是增强塑料的一部分，构成两者的主体材料都是树脂和增强物，不同的是层压塑料强调了片状底材的层叠，因此，将两者合并，以增强塑料来叙述。

增强塑料中增强材料的作用是增强制品的力学强度，而所用的树脂则是使这种复合材料能够成型，对增强物进行粘结与固定，并借以传递应力，充分发挥增强物的增强作用，此外，还赋予制品抵抗外遇介质的侵蚀。常用的树脂种类租多，过去大多数都是用热固性树脂，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂；自60年代以来，热塑性树脂已戚功地用于增强塑料有十几种；如聚酰胺、聚碳酸醣、聚苯醚、氯化聚醚、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃等树脂。由于热塑性增强塑料的出现，大大扩展了热塑性塑料作为结构材料应用于工程领域的深度和广度。

除树脂与增强物外，为了降低成本或改善制品某些性能，增强塑料中通常加有粉状填料，如碳酸钙、滑石粉、石英粉、硅藻土、氧化铝、氧化锌等。加有粉状填料的制品，其强度有所下降。

热塑性增强塑料与一般热塑性塑料一样，可采用注射成型、挤压成型、压制成型、层压成型等加工方法，不需要增加特殊的成型设备。而热固性增强塑料的成型方法，根据成型时所用压力的大小分为高压法(压力高于7MPa)和低压法(压力低于7MPa)。前者又可分为层压法和模压法，而后者则可分为接触法、袋压法、缠绕法等等。

增强塑料的性能特点，除其强度超过未增强的塑料外，尚有：

1、比强度高

增强塑料的密度通常都小于2×100kg/cm3，只及钢材的20％～25％；但力学强度竞能达到、甚至超过普通钢，按比强度(强度与密度的比值)计算，有的可超过高级合金钢。这一轻质高强度的性能，在飞机、火箭、导弹以及要求减轻重量的运载工具方面，具有极为重要的意义。

2、热性能良好

一般与未增强的塑料相比，增强塑料的热变形温度高，收缩率小，导热系数低，不仅提高制品的耐热性和改善其耐低温性能，也为尺寸精度要求较高的制品带来有利条件，在瞬时高温作用下。能自行燃蚀而放出大量气体，同时能吸收大量热量，可作为良好的热防护材料，用于宇航和国防工业的重要材料。

3、耐化学腐蚀性强

通过改变树脂和增强物的种类和配方，可以制得抵抗多种特定化学腐蚀的增强塑料。如尼龙耐碱，聚苯醚耐高温水蒸气，聚甲醛耐水耐有机溶剂等。用于制造各种化工设备，获得广泛应用。

4、电绝缘性能优良

加入玻璃纤维的增强塑料，一般具有较好的电绝缘性，有的在高频电作用下仍能保持良好的介电性能不变。因此被广泛用于制造各种电气仪表和设备中的绝缘零件。

增强塑料的不足之处是弹性模量低(仅为钢的5％～10％)、受力时变形较大、硬度低、耐热性羞、容易老化等，这些都是急待研究解决的课题。

8.1树脂
随着增强塑料的日益发展，所用树脂的品种也愈来愈多，现就常用几种树脂的类型、加工和使用性能介绍如下，以便选用和处理。

一、热固性树脂

1、聚酯树脂

在制造增强塑料时，常用不饱和聚酯及其单体配成稠厚性液体。成型时，加入适量引发剂(如有机过氧化物)使其发生固化反应。固化反应受引发剂的种类、用量以及成型温度的控制。在高温固化时，树脂逐渐由稠厚液体转为稀薄液体，软性凝胶、脆性固体、硬性固体。如加入促进剂，则固化反应可在常温下进行。

这类树脂制成的增强塑料，主要优点是优越的电绝缘性能、较强的抗水和抗酸性、较好的透明性以及抗御大多数有机溶剂的侵蚀。缺点是耐热性较差和固化时收缩率大。

2、环氧树脂

环氧树脂的物理性质与聚酯相似，通常使用的是稠厚液体，固化时常用酐类或胺类化合物为硬化剂。由于固化反应无气体副产物放出，可选用低压成型方法。

环氧树脂对各种增强物的胶接作用都很好，但是这种性能对脱模会发生困难。固化时收缩率较小。

3、酚醛树脂

酚醛树脂成为增强塑料，分预浸和层压两步。首先将树脂的水溶液或醇溶液涂浸在增强物上并使其固化反应进行至乙阶段，借以逐出溶