VARI技术及其发展(华昌).ppt

真空辅助树脂导入技术及其发展 罗永康 东华大学 上海 200051 ; 一、简 介;真空树脂扩散技术和手糊技术的比较;表1 典型聚酯玻璃钢性能比较;真空树脂扩散技术和手糊技术的比较;真空树脂扩散技术和手糊技术的比较;真空树脂扩散工艺的应用;真空树脂扩散工艺的应用;真空树脂扩散工艺的应用;真空树脂扩散工艺的缺点;1、增强材料的选择和对工艺的影响研究 （1）真空树脂导入工艺对增强材料的技术要求 各种形式的增强材料，从各种毡，如表面毡、 短切毡、长丝毡和针剌毡等，到各种织物，如 无捻粗纱织物、加捻织物、平纹和斜纹布、双 轴向和多轴向织物等都可以应用，应用的织物 面密度最大至87㎏/m2。此外还包括各种泡沫 材料、和轻木材料等。 ;①首先要满足制品的应用性能要求 尤其是力学性能要求，其次是耐腐蚀、耐湿、 耐热、耐紫外等要求。 ②要有较好的渗透性织物，以提高生产速度和 树脂的浸润性。 ③织物要便于裁剪，如缎纹布在裁剪时易于松 散，就不便使用。;（1）真空树脂导入工艺 对增强材料的技术要求; 织物对树脂流动性能的影响(速度和方向)，常 用渗透率表征。 ①不同织物材料对渗透率的影响，如玻璃纤 维，碳纤维，芳纶纤维等。 ②不同织物形态对渗透率的影响，如毡、无捻粗 纱织物、有捻机织物、双轴向和多轴向织物等。 ③不同织物规格对渗透率的影响。如织物的密度 、厚度、层数、各层面密度和织物是否缝合等。 ④不同铺层程序和方向对渗透率的影响等。;;;;;双轴向织物中不同纱线密度 对树脂流动性的影响;2）织物铺层顺序对树脂流动性的影响;3）不同短切毡对树脂流动性能影响;4) 不同长丝毡对树脂流动性能的影响;5) 在相同铺层条件下，进口织物和 国产织物对树脂流动性影响;6) 不同厂家缝合和非缝合织物对 树脂流动性能的影响;(3) 织物中的毛细管作用的影响研究; 纤维的毛细管数量是影响复合材料孔隙率的 关键因素之一，研究表明纤维的毛细管有一临 界值，当毛细管值低于临界值时，孔隙率随着 毛细管数值的减少呈指数关系增加，而当毛细 管数值高于临界值时，孔隙率变化则可忽略不计 。而且毛细管数增加时，气孔的尺寸也减小， 不会产生大的气孔.;;（4）预制件的压缩行为;预制件的压缩行为研究;织物浸润过程中的压缩行为描述;;;2)织物的压缩实验曲线。 ; 3层的Tlx725和Tlx3600的压缩曲线;（1） 真空导入工艺对树脂的技术要求： ①低粘度。一般在100-400mPa·s左右。最好不高于200mPa·s。 ②适当的放热峰温度，一般不高于80℃。 ③在使用温度达到60℃前，玻璃钢层材仍有合适的强度。 ④长期在潮湿环境下（相对湿度95%）保持很好的结合强度。 ⑤常温固化。足够长的凝胶时间保证工艺完成，并能完全固化。 ⑥耐气候性好。 ⑦耐油脂性好。 ⑧阻燃性好。 ⑨价格适当。 ⑩固化收缩率低等。 ;（2）树脂的流动性研究;假设： ①树脂被认为是不可压缩的、其粘度不随切变 速度影响的牛顿流体。 ②织物预制件被看作多孔介质，其特性可用 孔隙率和渗透率表征. ③树脂在预制件中的流动方向和速度，决定复合 材料成型时需要的真空压力，流动（充模）时间 和流动途径等关键参数，进而影响着树脂进口， 出口及流道等关键结构的设计，以确保树脂在凝 胶化前完成充模过程。; 树脂在模内的运动，主要依赖于在模内形成的 压力梯度以及树脂对纤维的浸润速度。在充模过 程中，排出气体，使树脂对纤维有良好的浸润， 这是VARI工艺得到良好的低孔隙率制品的关键。 模内气体包括纤维束内气体和纤维束间气体， 这两种气体都要排出。尽管抽真空，但事实上， 要排出纤维束内的气体是很困难的，以水气 为例，试验证明，即使在160℃2小时，也不能 充分除净。因此在高湿季节要保证产品质量较困难。;树脂的两类流动前锋; 纵向和横向流动中气泡的形成;树脂的两类流动前锋; 1）温度的影响。 环境温度对树脂的流动速度有重大影响，当温差超过 10℃时，必须考虑重新做流动速度试验。; 2）不同厂家的聚酯树脂流动性比较;;树脂各组分对树脂流动性能及反应动力学的影响研究;3）色浆对树脂流动性影响试验;4）固化剂，促进剂对树脂放热峰影响试验;固化剂用量对固化放热曲线影响 ;促进剂用量对固化放热曲线影响; 试验表明44B固化剂对不同的树脂的影响是 不一样的，对G300树脂的凝胶化速度的影响是 较大的。同一体系中，随着固化剂用量的减少， 固化时间延长，反应放热峰降低。而随着促进 剂用量的减少，固化时间延长，但反应放热峰 温度基本不变。;5）固化剂种类对凝胶化速度 和