《【复合材料】第3章_拉挤成型1》.ppt

模温控制 一般把模具人为地分为三段，即加热区、胶凝和固化区。在模具上使用三组加热板来加热，并严格控制温度。树脂在加热过程中，温度逐渐升高，粘度降低。通过加热区后，树脂体系开始胶凝、固化，这时产品与模具界面处的粘滞阻力增加，壁面上零速度的边界条件被打破，基本固化的型材以均匀的速度在模具表面摩擦运动，在离开模具后基本固化,型材在烘道中受热继续固化，以保证进入牵引机时有足够的固化度。 浸胶后的玻璃纤维通过模具发生变化示意图 模具加热条件确定 模具的加热条件是根据树脂-引发剂体系来确定的。 通用的不饱和聚酯树脂，一般采用有机过氧化物为引发剂，设定的固化温度一般要略高于有机过氧化物分解的临界温度。如采用协同引发剂体系，在促进剂的作用下引发剂的引发固化温度则较低。引发剂的用量通常是通过不饱和聚酯树脂固化放热曲线来确定的，而环氧树脂的固化剂用量可以计算出来。 模具温度控制 加热区温度可以较低，胶凝区与固化区温度相似。温度分布应使固化放热峰出现在模具中部靠后，胶凝固化分界点应控制在模具中部。一般三段温差控制在10-20℃左右，温度梯度不宜过大。温度的设定与配方、牵引速度、模具的尺寸、形式有密切的关系。 模腔压力 模腔压力是由于树脂粘性，制品与模腔壁间的摩擦力，材料受热产生的体积膨胀，以及部分材料受热气化产生的。因此，模腔压力使制品在模腔内行为的一个综合反映参数。一般模腔压力在1.7~8.6MPa之间。 （3）张力及牵引力 张力是指拉挤过程中玻璃纤维粗纱张紧的力。可使浸胶后的玻璃纤维粗纱不松散。其大小与胶槽中的调胶辊到模具的入口之间距离有关，也与拉挤制品的形状、树脂含量要求有关。一般情况下，要根据具体制品的几何形状、尺寸，通过实验确定。 牵引力的变化反映了产品在模具中的反应状态，它与许多因素，如:纤维含量、制品的几何形状与尺寸、脱模剂、模具的温度、拉挤速度等有关系。 （4）牵引速度 牵引速度是平衡固化程度和生产速度的参数。在保证固化度的前提下应尽可能提高牵引速度。 工艺控制实际是控制制品的固化条件，是十分重要的。 纱团数量 根据加工制品的结构以及要求的性能，确定所用纱团的数量和增强材料的品种以及排布方式。一般的玻璃钢制品的玻璃纤维和织物的含量在40%-60%，采用合理的增强材料的含量和分布对于成型工艺和制品性能是十分重要的，要根据拉挤成型的制品要求和工艺条件来确定。 6.6.5 拉挤工艺变量的关系 温度、牵引速度、牵引力三个重要工艺参数中，温度是由树脂系统的特性来确定的，是拉挤工艺中应当解决的首要因素。通过树脂固化体系的DSC曲线的峰值和有关条件，确定模具加热的各段温度值。 拉挤速度确定的原则是确定模内温度下的胶凝时间，保证制品在模具中部胶凝、固化，出模具时具有一定的固化程度。 牵引力的制约因素较多，如:它与模具温度关系很大，并受到纤维含量、制品的几何形状与尺寸、胶液配方和拉挤速度的控制。 6.6.6 树脂预热与制品后固化 树脂进入模具前进行预热对工艺是非常有利。一方面预热使树脂温度提高，粘度下降，增加了纤维的浸润效果，另一方面可以降低树脂固化反应温度，使产品表面优良。并且为提高牵引速度创造了条件。在许多树脂体系中，如环氧树脂等都需要预热。 预热的效果 预热的效果还表现在使浸胶的纤维束内外温度梯度减小。因为在进入模具后，由于树脂和纤维的导热系数都很小,由模具传递给产品的热量从产品表面到产品中心部分温度呈梯状分布，产品中心线的温度低于产品表面的温度。如果提高拉挤速度，那么制品中心线和表面之间的温度和固化度的滞后量都会增加。滞后量又会相反地随着中心固化放热的增加而减小，最后制品的中心温度高于表面温度，造成热应力对制品性能产生影响。要想实现产品内外均匀固化，减少热应力，树脂应该预热。 后固化 不饱和聚酯树脂的固化可以分为三个阶段：凝胶阶段、定型阶段（硬化阶段）、熟化阶段（完全固化阶段）。 一般从拉挤生产线下来的玻璃钢型材是处于硬化阶段，还需要将切割好的型材放到恒温室中继续固化一段时间，使型材的强度进一步提高。 可以在50～100℃恒温室放置15～30小时。 拉挤制品可能出现的外观缺陷１ 鸟巢：一般是由于增强纤维分布不均匀，在模具入口处相互缠绕，导致产品在模具内破坏。它产生的原因有: a.纤维断了；b.纤维悬垂的影响； c.牵引速度过高；d.纤维粘附着的树脂太多； e.树脂粘度高；f.模具入口的设计不合理。 拉挤制品可能出现的外观缺陷２ 质量不稳定性： 由于未固化的型材在模具内粘附力突然增加，导致型材在模具内表面拉裂以至型材破坏。原因分析: a.牵引速度过高； b.纤维被拉断； c.配方问题； d.温度控制问题。 外观缺陷３ 粘模： 未固化的型材与模具粘附，使产品拉挤破坏。原因分析:a.纤维