复合材料工学

复合材料工学

复合材料工艺：手糊成型喷射成型夹层结构模压成型SMC缠绕成型挤出注射成型连续成型拉挤缠绕制板制管处理剂作用理论1、耦联目的：增加玻纤与树脂间的粘结力2、耦联作用：耦联剂具有两种或两种以上性质不同的官能团，一端亲玻纤，一端亲树脂。从而起到玻纤与树脂间的桥梁作用。3、耦联机理：厂不吸湿，带轻基SiO2,A12O3,Fe2O3带疑基，冷—M—OH,M=Si,Fe,Al。水合完以后，留下来由不水合氧化物网络构成的疏松表面。玻纤表面分布基团2j吸水基，形成水合氧化层丿※耦联剂的主要功能是在纤维表面的氧化物分子团和树脂的聚合物分子之间建立很强的化学键合，产生很强的耐水键。※耦联剂的部分作用是提高表面能以保证树脂很好的浸润。处理剂种类和作用机理1、种类有机硅烷型，非有机硅烷型2、通式R——SiX3A八与聚合物作用端与Si键合的可水解基团3、作用过程(1)水解R—SiX3+H2OR—Si(OH)3+3HX(2)与纤维表面疑基结合\n（3）脱水聚硅氧烷层HO—Si—QHIIHO—Si—OHIiHz、O玻纤RRHO—Si—O—Si一OH00玻纤刚性键玻纤（5）克服刚性键第一、形成改性区一一改性树脂区一一机械性能介于纤维和树脂的机械性能Z间。\n产生方法：a、硅烷耦联剂改变纤维表面区域基体树脂的固化行为。b、用含有长链R基团的硅烷耦联剂，使得固化以后在纤维和树脂之间出现一层性能不同于块状树脂的树脂层。第二、Plueddemann机制核心：两个表面相互滑移但不产生永久性的联键破坏。1974年Plueddemann提出界面上的运动或滑移可以松弛局部应力，但却维持其化学键合。如图：Plueddemann机制图RO—Si—ORRO—Si—0H2O+O—Si—OvOM存在分子水时，水会扩散透过树脂进入界面，共价键M—O便发生可递的水解过程。因为过程的可逆性，当水扩散出去之后,共价键重新恢复。R/\J/MRzs/MR/S/MR//S/MR//S/MR/S/M玻璃玻璃滑移于是当一个与界面相平行的简单剪应力作用吋，两个表面会相互滑移但不产生永久性的联键破坏。\n总Z纤维一一硅烷界面和硅烷一一树脂化学键合化学键合，相互扩散纤维的表面处理工艺1、玻纤前处理，后处理，迁移法三种。(1)前处理耦联剂代替石蜡型浸润剂，直接用于玻纤拉丝集束，使用时勿须脱蜡处理。强度完好，柔性较差。(2)后处理纤维先热处理脱蜡，然后浸渍耦联剂，再经预烘、蒸偲水洗涤、干燥工序。热处理导致强度下降。(3)迁移法耦联剂直接加入树脂配方中，让它在浸胶和成型过程中迁移到玻纤表面发生耦联作用。方法简便，可增加纤维与树脂间的粘结力，提高了强度与电性能。热固性树脂的工艺性能:浸润性能粘接性能流动性能化性能手糊成型工艺:检验\nSMC生产流程工艺:发泡过程1、物理发泡压入气体发泡低沸点液体蒸发发泡2、机械混入“固化”气泡3、化学发泡内部化学反应发泡缠绕工艺：\n纱湿法缠绕成型工艺r法缠绕成V・L艺胶衣：加颜料的胶衣树脂33号间苯二甲酸型胶衣树脂耐水不透明、自熄1、种类与功效36PA树脂39号胶衣树脂，间苯二甲酸・HET酸酹耐热、自熄21号胶衣树脂，新戊二醇耐水煮、耐热、不污染、柔韧耐\n2、配置胶衣树脂+引发剂+促进剂喷射成型聚酯树脂一加热静态混合陂纤无捻粗纱引发剂促进剂树脂传递模塑：ResinTransferMoldingRTM定义：将液态热固性树脂(通常为不饱和聚酯)及固化剂，由计量设备分別从储桶内抽出，经静态混合器混合均匀，注入事先铺有玻纤增强材料的密封模内，经固化，脱模，后加工而成制品。反应注射模塑：ReactionInjectionMoldingRIM定义：利用高压冲击，混合两种单体物料，工艺过程中既控制物料的反应温度，又控制物料的注射率，是在模具内直接成型制品的较先进的注射模塑工艺。蜂窝夹芯PU(polyurethane)^氨酯工艺反应机理(1)链增长反应C02t异氧酸酯聚酯或聚胺酯(2)放气反应0II・・・C=N+HOH\n异氤酸酯水(3)氨基与异氧酸酯反应氨基甲酸腺衍生物⑷交联和支化反应S¥…0—C—N…+异氧酸酯啄基甲酸酯氨基甲酸酯(5)缩二腺OCN-¥?N—C—NO=c—N腺衍生物异鼠酸酯缩二腺(6)竣基聚酯与异氧酸酯反应000HIIIIII|•••C—0H+…c—N……C—N…+CO2f制造步骤二步放气，四步聚合一步法二步法\n预热混合预混合加热发泡喷涂发泡图4-2撕松机结构示意图1—电机；2—机体；3—配重；4一进料棍;5、6—撕料棍；7—罩体\n缠绕图\nu田7-26头馆桩纹展开用导丝头：平行双楹式直眾式圆环式梳形三角形增稠机理第一阶段：酸碱反应，生成碱式盐。•••C—O—MgOH-COOH+MgO--c—o—MgOH+H20—COOH+Mg(OH)2Ca再进行脱水-COOMgpH+RoOC…》・・・COOMgOOC…+H20—COOMgOH+HOMgOOC—COOMgOMgOOC—+H2O第二阶段：以配位键形成络合物\n归于一c—基存在剩余自由电子，顾可形成配位键，而配位键在压力时可消除。稠化、熟化•••C一O—Mg—丿\n连续成型工艺：连续制管连续制板拉挤成型复合管生产连续制管EPF挤出塑料管芯材T冷却T定型T纵向纤维纱铺层T环向纤维缠绕铺层T预固化T富树脂表面层T紫外和远红外固化T冷却T牵引切割T产品拉挤成型玻纤粗纱排布T浸胶T预成型T挤压模塑及固化T牵引T切割T制品t独特之处：外力拉拨，挤压模塑连续制板横向波板成型纵向波板成型离心法制管原材料一配料一装模、离心成型一固化一脱模一后固化一成品老爹的发明之小分子抗收缩剂之前两步聚合1、聚酯与苯乙烯交联2、苯乙烯间均聚导致裂纹加孔洞微结构改良后一步聚合聚酯与苯乙烯混聚（前酯化机制），消除苯乙烯自聚，达到理想聚合小分子抗收缩剂丁二酸（效果最佳）聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯