玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备
(完整word版)玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备

综合实验研究玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备院系:航空航天工程学部专业:高分子材料与工程专业指导教师:于祺学生姓名:王娜目录第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料2.1实验原料2.1.1环氧树脂2.1.2玻璃纤维2.1.3咪唑固化剂2.1.4活性稀释剂2.2手糊成型简介2.4实验部分2.4.1实验仪器2.4.2实验步骤第3章力学性能测试3.1剪切强度3.2弯曲强度3.3实验数据的分析3.3.1 浸胶的用量及均匀度3.3.2 固化时间与温度的影响3.3.3 活性稀释剂的用量第4章结论与展望4.1结论与展望参考文献第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。
EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。
且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。
目前美,日,西欧的水平较高,北美,欧洲,日本的产量分别占33%,32%,30%。
毋庸置疑,EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻,高强度等优于金属的特性,会在某些领域更广泛的使用,目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。
目前主要的成型方法有手糊成型,缠绕成型,热压管成型,RTM成型,拉挤成型。
1.2 本次试验的目的及方法实验由学生自行设计采用一种固化体系,用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料,再测量材料的力学性能如,弯曲,剪切。
目的在于1,了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。
2,掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。
3,对手糊成型操作了解,及查找文献完成论文的能力。
复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂

复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂引言:玻璃纤维增强环氧树脂是一种常见的复合材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成。
它在航空航天、汽车工程、建筑等领域具有广泛的应用。
本文将介绍玻璃纤维增强环氧树脂的制备方法、性能特点以及应用领域。
一、制备方法:玻璃纤维增强环氧树脂的制备主要包括以下几个步骤:1.玻璃纤维预处理:将原始玻璃纤维进行处理,去除杂质和表面粘结剂,使其表面更容易与环氧树脂结合。
2.玻璃纤维浸渍:将经过预处理的玻璃纤维浸入环氧树脂中,使其充分浸渍,以增强纤维与环氧树脂的结合强度。
3.复合材料成型:将浸渍了环氧树脂的玻璃纤维进行成型,可以采用压模、注塑、纺丝等方法。
4.固化处理:通过加热或添加固化剂等方式使环氧树脂发生固化反应,从而形成坚固的复合材料。
二、性能特点:玻璃纤维增强环氧树脂具有以下几个性能特点:1.高强度:玻璃纤维的强度高,能够有效增强复合材料的强度,增加材料的承载能力。
2.轻质:相比于金属材料,玻璃纤维增强环氧树脂具有较低的密度,使得制品更加轻巧,有助于提高机械设备的工作效率。
3.耐腐蚀性:玻璃纤维增强环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能,可以在潮湿、酸碱等恶劣环境中长期使用。
4.耐热性:环氧树脂的耐热性较好,可以在一定范围内承受高温环境。
5.绝缘性:由于环氧树脂具有良好的绝缘性能,玻璃纤维增强环氧树脂常被用作绝缘材料。
三、应用领域:玻璃纤维增强环氧树脂具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1.航空航天领域:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造航空器的机身、翼面、尾翼等部件,其轻质高强的特点可以提高航空器的飞行性能。
2.汽车工程:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于汽车车身、座椅等部件的制造,其高强度和轻质特点可以提高汽车的安全性和节能性。
3.建筑领域:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于建筑结构的加固和修复,如桥梁、楼梯等,其耐腐蚀性和耐久性可以延长结构的使用寿命。
4.电子工程:玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造电子产品的外壳、底座等部件,其绝缘性能可以保护电子元器件的安全运行。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GF/EP)是一种具有较高强度和刚度的复合材料,具有广泛的应用领域,如航空航天、汽车、建筑等。
本文旨在研究GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
首先,我们需要介绍GF/EP复合材料的制备方法。
一般来说,GF与EP树脂通过浸渍,层叠和固化的过程制备成复合材料。
在浸渍过程中,将玻璃纤维预先浸泡在环氧树脂中,使其充分浸润纤维,然后将多层的浸渍玻璃纤维叠加在一起,形成预定形状的复合材料。
最后,通过热固化或辐射固化使复合材料固化。
接下来,我们将研究GF/EP复合材料的拉伸性能。
拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中的最大承载能力,而拉伸模量是指材料在拉伸过程中的刚度。
通过拉伸试验可以获得拉伸曲线,通过分析拉伸曲线可以计算出拉伸强度和拉伸模量。
然后,我们将研究GF/EP复合材料的弯曲性能。
弯曲性能主要包括弯曲强度和弯曲模量。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中的最大承载能力,而弯曲模量是指材料在弯曲过程中的刚度。
通过弯曲试验可以获得弯曲曲线,通过分析弯曲曲线可以计算出弯曲强度和弯曲模量。
最后,我们将研究GF/EP复合材料的冲击性能。
冲击性能主要包括冲击强度和冲击韧性。
冲击强度是指材料在冲击过程中吸收的最大能量,而冲击韧性是指材料在冲击过程中的延展性能。
通过冲击试验可以获得冲击曲线,通过分析冲击曲线可以计算出冲击强度和冲击韧性。
通过以上研究,可以得出GF/EP复合材料的力学性能。
这些性能可以与其他材料进行比较,评估复合材料的优势。
此外,还可以通过改变制备工艺或改变纤维含量等方式来改善复合材料的力学性能。
综上所述,本文研究了GF/EP复合材料的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
通过对这些性能的研究,可以评估复合材料的性能,并为进一步提高复合材料的性能提供参考。
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料
1.引言
2.制备方法
(1)玻璃纤维的表面处理:通常采用短时间的表面处理方法,如硅溶胶等,以增加表面粗糙度,提高纤维与树脂基体的黏结性。
(2)树脂基体的制备:将环氧树脂与固化剂按一定比例混合,并加热固化,形成坚固的树脂基体。
(3)玻璃纤维与树脂基体的复合:将表面处理过的玻璃纤维与树脂基体进行复合,通常采用层叠堆叠法或注塑法等,以保证纤维的均匀分布。
3.性能特点
(1)高强度:玻璃纤维的强度高于一般金属材料,使得复合材料具有很高的强度。
(2)轻质:相较于金属材料,玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有更轻的重量。
(3)耐腐蚀性好:树脂基体具有良好的耐酸碱、耐油脂等性能,使得复合材料在恶劣环境下也有很好的稳定性。
(4)绝缘性好:玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的绝缘性能,适用于电气领域的应用。
4.应用领域
(1)航空航天领域:由于复合材料具有轻质、高强度的特点,被广泛应用于飞机、导弹、航天器等的结构部件。
(2)汽车制造领域:复合材料可以减轻汽车的重量,提高燃油效率,同时具有良好的耐腐蚀性能,适用于汽车外壳、底盘等部件的制造。
(3)建筑领域:复合材料的轻质、高强度特点使其成为建筑结构材料的理想选择,如用于制造建筑外墙板、屋顶等。
(4)电子领域:由于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有良好的绝缘性能,被广泛应用于电子器件的外壳、电路板等制造。
5.总结
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有突出的性能特点和广泛的应用领域,是一种重要的结构材料。
在未来的发展中,我们可以进一步研究和改进制备方法,提高复合材料的性能,拓宽应用领域,以满足不同领域对材料的需求。
《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》

《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》篇一玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言复合材料是近年来科学研究和技术开发的重要领域,具有卓越的物理、化学和力学性能。
其中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料因具有优异的强度、刚度、耐腐蚀性等特点,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等多个领域。
因此,对其力学性能的深入研究具有重要意义。
本文将探讨玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,包括其拉伸性能、弯曲性能、冲击性能等,以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、材料与方法2.1 材料实验所使用的玻璃纤维/环氧树脂复合材料由高质量的玻璃纤维和环氧树脂基体组成。
玻璃纤维具有高强度、高模量等特点,而环氧树脂基体则具有良好的粘结性和耐腐蚀性。
2.2 方法(1)样品制备:将玻璃纤维与环氧树脂按照一定比例混合,制备成复合材料样品。
(2)力学性能测试:采用万能材料试验机进行拉伸性能测试,采用三点弯曲法进行弯曲性能测试,采用冲击试验机进行冲击性能测试。
(3)数据分析:对实验数据进行统计分析,计算各项力学性能指标的平均值、标准差等。
三、结果与分析3.1 拉伸性能通过拉伸性能测试,我们发现玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量。
这主要归因于玻璃纤维的高强度和高模量特性,以及其与环氧树脂基体之间的良好界面结合。
此外,适当的纤维含量和分布也对提高复合材料的拉伸性能起到了重要作用。
3.2 弯曲性能在弯曲性能测试中,玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较高的弯曲强度和弯曲模量。
这得益于玻璃纤维的优异性能以及其在复合材料中的有效承载作用。
此外,环氧树脂基体的良好韧性和粘结性也有助于提高复合材料的弯曲性能。
3.3 冲击性能冲击性能测试结果表明,玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较好的冲击强度和韧性。
这主要归因于玻璃纤维的增强作用以及环氧树脂基体的能量吸收能力。
此外,复合材料的微观结构对其冲击性能也有一定影响。
四、讨论通过对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究,我们可以得出以下结论:(1)玻璃纤维的增强作用对复合材料的力学性能具有显著影响。
玻璃纤维/环氧树脂纺织复合材料水分散法制备

中图分类号 : S0 T 11
文献标识码 : A
文章编号:10 —56 ( 0) 0 0 -0 0 9 102 8 - 0 5 3 0
不 含 或 少 含 挥 发 性 有 机 化 合 物 (o ), v c 以及 不 含 有
玻 璃 纤 维 增 强 环 氧 树 脂 复 合 材 料 是 指 以环 氧
1 实 验 .
11 主 要原 料 . 。
水 性 环氧 树脂 (B E 4,浙江 安邦 新材 料发 展 A — 4) 有 限公 司 ;水 性 环氧 树脂 固化  ̄ (B HG) U — I A ,浙江 安
磨性 、高耐腐蚀性等等 。然而 ,在工业上或试验 中 使 用 的这些 主要 制 备技 术有 一 个共 同的缺 点 ,就 是 用有毒性有机溶剂作介质 , 生产过程会给环境带来 较 大 的污染 ,特 别是 所用 的 溶剂 的挥 发性 很 高 ,对 操作_ 人的健康影响很大 , T 工业生产的废水排放也
范 围如下 : ( )覆铜 箔板 f 玻璃 纤 维基 板) 风 1 电子 和 电 叶片 ( 2) 航 空航 天结 构 材 料 。 ( 3)运 动 器 材
用环氧树脂为水性环氧树脂 , 水性环氧树脂含有较 少 的有 机溶 剂 ,具 有 低 V C,气 味较 小 ,环 境污染 O 小, 没有失火隐患 ; 生产及施工设备可以用水清洗 , 操 作 安 全 、方便 等优 点 ,以水 分 散化 后 的环 氧树脂 作 为基料来制备复合材料 , 将会很大的改善人们的 工作和生活环境 ,并且在 国内外几乎没见过有 以水 分散法工艺来制备环氧树脂复合材料 “。 本文将探索 玻璃布增强环 氧树脂复合材料 的 水分散法制备工艺条件及成型的工艺参数。
较 高 ,浸 渍 时间为 4 秒左 右 ,浸渍 次 数为 4 5 次 ;复合 材 料 制备 较佳 的工 艺参 数为模 压 压 力 0 N
环氧树脂增强玻璃纤维

环氧树脂增强玻璃纤维
在现代工业领域中,环氧树脂增强玻璃纤维由于其优异的性能和广泛的应用领域而备受青睐。
环氧树脂是一种聚合物材料,具有高度的耐腐蚀性和机械强度,而玻璃纤维则是一种优秀的增强材料,两者结合后形成的复合材料,在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。
环氧树脂增强玻璃纤维的制备过程中,首先将环氧树脂和硬化剂按一定比例混合,形成了环氧树脂基体。
然后将玻璃纤维布与环氧树脂基体结合在一起,经过一定的压力和温度条件下固化成型,形成最终的复合材料产品。
这种制备方法简单易行,且能够灵活地控制材料的性能和形状。
环氧树脂增强玻璃纤维复合材料具有优秀的机械性能,如高强度、高模量、优异的耐磨性和耐疲劳性能,使其在航空航天领域中得到广泛应用。
例如,飞机的结构件和内饰部件中常使用环氧树脂增强玻璃纤维复合材料,能够减轻飞机自重,提高飞行效率,同时还能提供良好的抗冲击性能和阻燃性能,提高飞机的安全性能。
此外,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料还在汽车制造领域有着广泛的应用。
如汽车车身结构件、车轮罩、内饰件等都可以采用这种复合材料,能够减轻汽车的整体重量,提高燃油效率,同时还能增加车身的强度和刚性,提升汽车的安全性能。
在建筑领域,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料也有着重要的应用价值。
例如,使用这种材料制作的墙体、地板、屋顶等部件,具有优异的防水性能和耐候性能,能够有效延长建筑物的使用寿命,提高建筑物的整体质量。
综上所述,环氧树脂增强玻璃纤维复合材料具有广泛的应用前景和巨大的市场需求。
随着科技的发展和工艺水平的提高,相信这种优秀的复合材料在未来会有更多的创新和应用,为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
纤维增强树脂基复合材料增材制造技术

纤维增强树脂基复合材料增材制造技术一、概述纤维增强树脂基复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)是由纤维和树脂组成的一种新型材料。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳等优点,在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
而增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)则是近年来快速发展起来的一种新型生产方式,它可以通过逐层堆叠材料的方式直接制造出所需产品。
本文将介绍纤维增强树脂基复合材料的增材制造技术。
二、纤维增强树脂基复合材料1. 纤维纤维是构成FRP的重要组成部分,主要包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
其中,碳纤维具有高强度、高模量和低密度等优点,但价格较高;玻璃纤维则价格相对较低,但强度和模量较低。
芳纶纤维则具有良好的耐化学性能和耐高温性能。
2. 树脂树脂是FRP的另一个重要组成部分,主要包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等。
其中,环氧树脂具有良好的粘结性能和耐热性能,被广泛应用于航空、航天等领域;酚醛树脂则具有良好的耐化学性能和耐高温性能;聚酰亚胺树脂则具有优异的力学性能和耐高温性能。
3. 制造工艺FRP的制造工艺主要包括手工层叠法、自动化层叠法和增材制造技术等。
其中,增材制造技术是一种新型生产方式,它可以通过逐层堆叠材料的方式直接制造出所需产品。
三、增材制造技术1. 概述增材制造技术是一种新型生产方式,它可以通过逐层堆叠材料的方式直接制造出所需产品。
与传统加工方式相比,增材制造技术具有快速、高效、灵活等优点,在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
2. 增材制造技术的分类增材制造技术主要包括激光烧结成型(Selective Laser Sintering,SLS)、激光熔化成型(Selective Laser Melting,SLM)、电子束成型(Electron Beam Melting,EBM)和喷墨打印成型等。
其中,激光烧结成型和激光熔化成型是目前应用最广泛的两种增材制造技术。
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综合实验研究玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备院系:航空航天工程学部专业:高分子材料与工程专业指导教师:于祺学生姓名:王娜目录第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料2.1实验原料2.1.1环氧树脂2.1.2玻璃纤维2.1.3咪唑固化剂2.1.4活性稀释剂2.2手糊成型简介2.4实验部分2.4.1实验仪器2.4.2实验步骤第3章力学性能测试3.1剪切强度3.2弯曲强度3.3实验数据的分析3.3.1 浸胶的用量及均匀度3.3.2 固化时间与温度的影响3.3.3 活性稀释剂的用量第4章结论与展望4.1结论与展望参考文献第1章概述1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。
EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。
且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。
目前美,日,西欧的水平较高,北美,欧洲,日本的产量分别占33%,32%,30%。
毋庸置疑,EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻,高强度等优于金属的特性,会在某些领域更广泛的使用,目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。
目前主要的成型方法有手糊成型,缠绕成型,热压管成型,RTM成型,拉挤成型。
1.2 本次试验的目的及方法实验由学生自行设计采用一种固化体系,用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料,再测量材料的力学性能如,弯曲,剪切。
目的在于1,了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。
2,掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。
3,对手糊成型操作了解,及查找文献完成论文的能力。
就此要求我们第2组采用环氧树脂E-44,20cm×20cm的玻璃纤维布15张,用咪唑固化剂并加入稀释剂防止体系过粘。
通过查阅相关文献,确定咪唑固化环氧树脂的最佳固化条件:60℃/2h+80℃/2h,制备了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,之后将制备的样品进行力学性能测试,其层间剪切强度为5.750Mpa,弯曲强度为127.64Mpa。
第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料2.1 实验原料2.1.1环氧树脂环氧树脂是含有两个或两个以上的环氧基,并在适当的试剂的作用下能够交联成网络结构的一类聚合物。
它是一类具有良好粘接、耐腐蚀、电气绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。
其中,双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的原材料来源方便、成本低,所以在环氧树脂中它的应用最广,产量最大,约占环氧树脂总量的85%以上[9]。
其化学结构如下:H2CHCH2COO CCH3OCH2CHCH3OHO CCH3OCH2CH CH2On从环氧树脂本身的结构分析,其主要特点如下:(1)良好的加工性未固化的环氧树脂本身分子间的内聚力小,分子有扩展的倾向,故树脂的流动性好,且易于和固化剂及其他材料如填充剂等混合,因此有良好的加工性。
(2)粘着性强由于树脂中的脂肪族羟基、醚键和环氧基的存在,这些极性基能与含有金属、硅酸盐、活泼氢的材料表面产生较强的分子间作用力或发生反应产生化学键,因此环氧树脂的粘着性很强,有万能胶之称。
(3)可低压成型且收缩率小环氧树脂通常在固化时没有低分子副产物产生,所以不会产生气泡,可以低压成型,而且收缩率小,它的热膨胀系数也很小(一般为6.0×10-5•℃-1),环氧树脂是热固性树脂中收缩率最小的一种,在100℃固化时收缩率为0.5%,在200℃固化时为2.3%。
(4)化学稳定性好环氧树脂分子结构中无酚性羟基,又无酯键,所以其耐碱性比酚醛树脂和聚酯树脂要好,此外,在固化后的体形结构中有稳定的苯环和醚键,故耐酸性、耐溶剂性以及耐水性也很好,在室温下吸水率在0.5%以下。
(5)有较好的力学性能环氧树脂固化以后,在交联点间有一定的距离,中间链除含苯环外还有两个醚键,具有一定的活动性,因而脆性较小,基本属于硬而强韧性的材料,所以具有较高的机械强度。
另外与酚醛树脂、聚酯树脂比较,环氧树脂也具有较好的介电性能。
2.1.2 玻璃纤维布玻璃纤维(英文原名为:glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
玻璃纤维布是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
我国生产的玻璃布,分为无碱和中碱两类,国外大多数是E-GLASS无碱玻璃布。
玻璃布主要用于生产各种电绝缘层压板、印刷线路板、各种车辆车体、贮罐、船艇、模具等。
中碱玻璃布主要用于生产涂塑包装布,以及用于耐腐蚀场合。
织物的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。
经纬密度又由纱结构和织纹决定。
经纬密加上纱结构,就决定了织物的物理性质,如重量、厚度和断裂强度等。
有五种基本的织纹:平纹plan(类似方格布)、斜纹twill(一般+-45度)、缎纹statin(类似单向布)、罗纹leno(玻璃纤维网格布主要织法)和席纹matts(类似牛津布)。
其分类:1、按成分:主要是中碱、无碱、高碱(是对玻璃纤维中碱金属氧化物的成分进行分类),当然也还有由其它成分进行的分类,但品种太多,不一一列举2、按制造工艺:坩埚拉丝和池窑拉丝。
3、按品种:有合股纱、直接纱、喷射纱等。
另外,就是按单纤维直径、TEX数、捻度、浸润剂类型进行区分。
玻璃纤维布的分类与纤维纱的分类是相通的,除了上述以外,还包括:织法、克重、幅度等。
2.1.3 咪唑固化剂常用的咪唑类环氧树脂固化剂包括咪唑, 2-甲基咪唑, 2-乙基-4-甲基咪唑, 2-苯基咪唑等,与一般的环氧树脂固化剂相比,它具有以下几个方面的优点:(1) 用量少(一般为树脂用量的0. 5%~10% ),挥发性低,毒性小。
(2) 固化活性较高,中温条件下短时间即可固化。
(3) 固化物热变形温度高,有优异的耐化学介质性能、电绝缘性能力学性能。
(4) 除用作主固化剂外,还可作为助固化剂和固化促进剂,能够明显改善环氧树脂固化体系的性能。
咪唑类环氧树脂固化剂除上述优点外,还存在一些缺点和问题,具体表现在: (1) 咪唑类化合物多为高熔点的结晶固体粉末,与液态的环氧树脂混合困难,工艺性能较差。
(2) 咪唑类固化剂在高温下有一定的挥发性和吸湿性。
(3) 品种较少,不能满足特殊的施工工艺以及对固化物的某些特定要求。
(4) 常用咪唑类固化剂由于固化活性较高,因此与环氧树脂混合后适用期较短,不能作为单组分体系较长时间贮存。
咪唑类的固化机理:咪唑类固化剂分子中存在1位仲胺氮原子和3位叔胺氮原子它对环氧树脂进行固化反应时一般认为咪唑环上的3位氮原子首先使环氧树脂上的环氧基开环,当1位氮原子上存在氢原子时,发生氢原子转移,然后1位氮原子在与环氧树脂反应,形成1:2加成产物;当1位氮原子上存在取代基时1位氮原子不与环氧树脂发生开环反应仅3位氮原子使环氧树脂中的环氧基开环形成1:1产物。
最后环氧基开环产生的氧负离子继续催化环氧树脂开环聚合。
2.1.4 活性稀释剂活性稀释剂按其每个分子所含反应性基团的多少,可以分为单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂。
单官能团活性稀释剂每个分子中仅含一个可参与固化反应的基团,如甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)。
多官能团活性稀释剂是指每个分子中含有两个或两个以上可参与固化反应基团的活性稀释剂,如1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。
采用含较多官能团的单体,除了增加反应活性外,还能赋予固化膜交联结构。
这是因为,单官能团单体聚合后只能得到线形聚合物,而多官能团的单体可得到高交联度网络。
2.2手糊成型简介手糊成型是指用手工或在机械辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上,使树脂固化后形成复合材料的一种成型方法。
手糊成型工艺包括[7]:(一)原材料的准备:(1)玻璃纤维织物的准备注意事项:1)玻璃布的经纬向强度不同,对要求正交各项同性的制品,则应将玻璃布经纬向交替铺覆。
2)裁剪玻璃布的大小,应根据制品尺寸、性能要求和操作难易来确定。
玻璃布越大制品强度越高,因此裁剪玻璃布时应尽可能裁剪得大些。
(2)树脂胶液的配制是将树脂、固化剂或引发剂、促进剂、填料和助剂等混合均匀,常温固化的树脂具有很短的适用期,必须在凝胶以前用完。
树脂胶液配制的关键是凝胶时间和固化程度的控制。
凝胶时间是指在一定温度下树脂、引发剂、促进剂混合以后到凝胶所需要的时间。
手糊成型工艺要求树脂在成型操作完成以后的一段时间内凝胶,使树脂能充分浸透增强材料。
(二)模具的准备及脱模剂的涂刷(1)模具的准备玻璃钢模具的准备方法如下:2)新模具要对照图样组装,核对模具的形状、尺寸及脱模斜度。
3)如果是使用过的模具,则要检查模具的破损情况,如有破损要进行修补,如果发现模具表面粗糙,则应按下列顺序仔细地加以修整:①用从粗到细的水砂纸加水打磨;②用抛光膏或抛光水抛光;③上抛光蜡。
3)保管模具时要盖好聚乙烯薄膜,防止粉尘、油污、水汽等粘附模具。
(2)涂刷脱模剂石蜡类脱模剂的涂刷方法如下:①清除模具表面的水分、灰尘、污垢,充分干燥模具;②将石蜡脱模剂在模具表面按一定方向、一定顺序轻轻地擦拭,模具的凸部、棱角要特别注意涂均匀;③待干燥后用软布擦亮;④大部分石蜡类脱模剂都含有挥发性物质,所以重复涂刷时,中间应有一定的时间间隔,待上次所涂刷涂膜剂中的挥发物完全挥发掉再涂下一次。
(三)胶衣层的准备为了改善树脂固化中收缩带来的表面质量问题,并延长其使用寿命,在制品表面往往做一层树脂含量较高、性能较好的层面,它可以是纯树脂层,也可用表面毡增强,通常称为胶衣层。
其厚度一般约为0.25-0.5㎜,根据不同的性能要求,选用不同的胶衣树脂。
(四)复合材料制品的糊制及固化(五)脱模、修整及装配2.4实验部分2.4.1实验仪器设备表2-2 实验用主要仪器设备2.4.2实验原料及步骤原料:根据上述原料的性质及实验要求我们取环氧树脂E-44 100g,活性稀释剂30g,咪唑类固化剂用量0.3%取3.9g。
20cm×20cm的玻璃纤维布15张。
固化条件:60℃/2h+80℃/2h。
实验步骤:(1)实验前的准备将实验中所需的材料放在实验台上,将模具与树脂的接触面用脱模剂涂上薄薄的一层,用剪子按照模具的尺寸剪出15块20cm×20cm玻璃纤维布,待用。