树脂基复合材料（二）.pptVIP

4、无规分布冲压复合材料（Random Fiber Stampable Composites) 无规取向纤维可冲压复合材料产(类似SMC方法)，纤维长度12.7mm。与热固性树脂相比较具有快速，无贮存时间限制，改善冲击强度，可重复利用等。 1）材料和层叠工艺 纤维包括短切纤维，无规短切纤维毡，连续纤维毡等，短切纤维长度一般在12.7~38.1mm，根据纤维的形式不同，有两种层压工艺可供选择。 短切纤维一般采用湿浆工艺。在这个工艺中，聚合物必须粉状。纤维,聚合物粉末和表面活性剂及其它一些添加剂在一个大容器内与水一起混合形成浆液（浊液），在混合过程中纤维丝末被打散。这个悬浊液用泵送到高速传送带上，在此大部分水份通过真空方式被排除。结果形成一个由内部分散纤维和树脂组成的非织物薄片。这个薄片在两个传送带之间通过压力和温度作用形成整体片材。这种方法对非常高粘度的树脂的处理是很有效的。其所受限制就是聚合物要呈粉末状，并有一定温度。对于高纤维含量（60~70%）这一工艺也是非常有效的。 无规纤维毡与树脂层叠可按传统的挤出工艺制备。 树脂通过片状型模挤出，置于两层毡之间，在层压加热区内树脂完成对纤维的润温作用。? 温度，压力和停留时间是控制润湿性能的三个要素。 冷却温度必须低于玻璃化转变温度和结晶温度。 2）模压冲压工艺 长纤维热塑性复合材料转化为制品，可通过冲压法或高速模压工艺完成。每一种工艺都有其优缺点。 冲压也被称为固态成型法，一般用于加工半结晶性材料，半结晶聚合物在玻璃化转变温度和熔点温度之间发生永久变形，在低于这个温度下可拉伸范围受到限制一般在5~10%之间。而非晶聚合物在玻璃化转变温度之下非常硬，不能快速形成稳定的制件。它必须要加热到玻璃化转变温度以上成型。这种条件它们不再被认为是固态。 作为一条原则：冲压制品一般形状不能太复杂，不能有deep draw, deep ribs and bosses 结构。 其优点是快速，一般10~20秒即可完成，而且制品表面好，因为纤维没有机会向表面移动。 3)性能 模量和强度修正公式 e、e’是增强体的效率因子 C0：平面无规取向值为：0.33 三维无规取向为：0.18 4）应用 无规纤维毡的高强、高韧性及易成性的组合，使其在汽车、电子工业、家具、电力设备、化学工艺、飞机、宇航、军工、体育用品上具有很强的竞争力。 典型汽车应用，包括蓄电池盒、座位、保险杠。 5、连续纤维热塑性复合材料 与热固性树脂加工方法相似，原料包括单向的丝束带、织物、三维编织体等。前者，在制品制备之前树脂先润湿增强体。而后者纤维和树脂相互之间是物理接近，而没有发生粘结和键合。浸渍发生在制备过程之中，单向带、丝束织布和编织体的预浸物呈预浸状态，而碳（玻）纤维与热塑织物与热塑性树脂薄膜，以及粉末浸渍丝束和织物等则称为后浸渍形式。 1）预浸渍 预浸渍包括熔融和溶液浸渍两种方法，熔融预浸渍使用挤出机，用一定方法散开纤维的丝束。根据纤维的形式来决定挤出机的型模是圆形还是片状。 在溶液浸渍方法中，聚合物首先溶解在溶液中，纤维通过溶液并通过挤压设备，除去过剩的聚合物，通过加热，除去溶剂，并回收溶剂。 2）后浸渍工艺和形式 后浸渍是通过混杂纤维，聚合物膜及粉等技术实现的，薄膜层叠工艺中，聚合物膜和纤维交替排列。之后在压力和温度作用下形成一体。这一过程一般需要较长时间，有时需几小时，而润湿效果和性能不能达到最佳状态。混杂纤维技术可把单丝或多丝聚合物与增强体纤维混杂在一起，以增加它们之间的接触。它可达到最佳润湿效果，达到最佳性能。 粉末浸渍采用流化床技术。通过电荷作用，聚合物粉末浸入纤维束内。有时需要部分聚合物粉末融熔，以使在浸渍后，纤维束保持整体性以便加工处理。 第六节热塑性树脂基复合材料注射成型 1、前言 注射成型已有60多年的历史了，在塑料加工方面，注射成型仅次于挤出成型。事实上，任何一种热塑性材料都可通过注射成型法加工，并且大多数树脂都可加入填料或增强体。填料层增强体是指混入聚合物内不连续，具有刚性的第二相。当混入的第二相的长径比接近1时，它被称为填料，而长径比远远大于1时，就你为增强体。 增强材料可以是纤维状或者是平面状的。实际上，纤维状增强体占绝对优势。片状增强体如滑石、云母、玻璃片等可用于需要一定刚性的各向同性材料中，云母可用于不需太高冲击强度的增强塑料方面。 纤维和填料可用单螺杆挤出机与熔融的树脂进行混合。 2、注射成型工艺过程 注射成型机包括两个部分，一个是注射单元，另一部分是坚固单元，前者有两个功能： 1）把树脂转化为均一熔体并注射到模具中； 2）冷却初期保持压力，后期则是紧固模具作用。 第三节：缠绕成型工艺 1、Introduction 缠绕成型就是把连续