玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料
环氧树脂玻璃纤维板介绍

环氧树脂玻璃纤维板2013年12月27日王扣华FR-4, Epoxy glass fiber;玻纤板是以环氧树脂作粘合剂,以电子级玻璃纤维布作增强材料合成的复合材料,不含对人体有害石棉成份。
具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性,有良好的加工性。
用于塑胶模具,注塑模具,机械制造,成型机,钻孔机,注塑机,电机,环氧板电绝缘性能稳定,平整度好,表面光滑,无凹坑,厚度公差稳定,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品,如补强板,过锡炉耐高温板,碳膜片,精密游星测试架,电气(电器)设备绝缘隔板,绝缘垫板,变压器绝缘件,电机绝缘件,偏转线圈端子Growing Model±5℃≥340Mpa 230KJ/mΩ℃变压器油中,板厚1mm):℃变压器油中):≥40KV主要用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。
此等级覆铜板应用广泛,各项技术性能指标全部满足上述电子产品的需要。
主要用于普通电脑、仪器仪表、高级家电产品及一般的电子产品。
此系列覆铜板应用比较广泛,各项性能指标都能满主要用于家电行业、电脑周边产品及普通电子产品(如玩具,计算器,游戏机主要用于普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要,只适合制作普级覆铜板此等级覆铜板属低档产品。
但各项性能指标仍可满足普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要,开发生产4产品。
其价格最具竞争性,性能价格比也比较此等级的板材相对要差些,质量稳定性较差,不适用于面积较大的线路板产100mmX200mm的产品。
它的价格最为低廉,应注意选择此等级覆铜板属于次级品板材,各项性能指标可以满足要求不高的电子产品需要,只适合制作线距、线宽、孔间距及-4产此系列产品是未来覆铜板环保方面发展趋势,其可以使用在军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。
此等级产品质量完全达到世系列覆铜板此类产品本公司生产的有三种基材颜色,即白色,黑色及自然色。
玻璃纤维增强环氧改性树脂基复合材料的研制

性 能 较 差 。 成 的 预 浸 料 几 乎 没 有 粘 性 【。 为 改 善 这 类 改 性 体 系 的 成 型工 艺 性 引 入 环 氧 树 脂 ( P) 它 不 仅 制 2 】 E , 可 提 高 B 体 系 的粘 性 . 时 环 氧 基 团还 可 和体 系 中的 叔 胺 发 生 反 应 , 成 交 联 的 固 化 网 络 [。 文 采 用 以 MI 同 形 3本 】
电绝 缘 性 能 , 性 好 , 高 温 的 基 体 材 料 ; 索 出 了 合 适 的 固 化 制 度 ; 备 了 铺 覆 性 能 好 , 存 时 间 长 , 接 性 能 优 韧 耐 探 制 储 粘 良的预 浸料 ; 预浸 料压 制 的复合材 料具 有优 异 的电性 能和力 学 性能 。 由 关 键 词 : 合 材 料 ; 马 来 酰 亚 胺 ; 氧 树 脂 ; 能 复 双 环 性
S p. 0 2 e t2 0
玻 璃 纤 维 增 强 环 氧 改 性 树 脂 基 复 合 材 料 的 研 制
杨 明
( 北 汽 车 工 业 学 院 材 料 工 程 系 。湖 北 十 堰 4 2 0 ) 湖 4 0 2
摘
要 : 二 苯 甲 烷 型 双 马 来 酰 亚 胺 ( MI , . 一 胺 基 二 苯 甲 烷 ( D ) 环 氧 树 I ( Y 1 7 合 成 了具 有 优 异 用 B ) 44 二 D M 及 l C D一 2 ) l t
第 1 6卷 第 3期
杨 明 : 璃 纤 维 增 强 环 氧 改 性 树 脂 基 复 合 材 料 的 研 制 玻
一 2 9一
裹 1 树脂 浇铸 体 性能 测试 条 件及 设备
将 处 理 过 的玻 纤 布 在 胶 槽 内浸 胶 . 刮 胶 板 刮 去 多余 的胶 液 。 在 1 0C 风 的情 况 下 , 3 mi 1 发 用 2  ̄通 烘 0 n) A挥
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究尹志娟;王丽雪;姜珊【摘要】对S玻璃纤维和E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的常温和低温力学性能进行实验,结果表明:玻纤/环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强,当纤维体积含量为50%时,复合材料具有较好的综合力学性能,且复合材料的强度随着温度的降低呈增加趋势.当温度降到76 K时材料的强度达到最高值,S玻纤/环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2.1 GPa;E玻纤/环氧复合材料的最大拉伸强度也达到1.4 GPa.其原因是由于低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小,界面摩擦力得到增强,从而获得高的界面粘接强度.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(024)001【总页数】3页(P50-52)【关键词】环氧树脂;玻璃纤维;低温;力学性能【作者】尹志娟;王丽雪;姜珊【作者单位】黑龙江工程学院,材料与化学工程系,黑龙江,哈尔滨,150050;黑龙江工程学院,材料与化学工程系,黑龙江,哈尔滨,150050;黑龙江工程学院,材料与化学工程系,黑龙江,哈尔滨,150050【正文语种】中文【中图分类】TU599玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强度、比模量,而且耐疲劳、耐腐蚀,最早用于飞机、火箭等,近年来在民用方面发展也很迅猛,在舰船、建筑和体育器械等领域得到应用,并且用量不断增加[1]。
其中,环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系,它适用于多种成型工艺,可配制成不同配方,调节粘度范围大,以便适应不同的生产工艺。
它的贮存寿命长,固化时不释放挥发物,固化收缩率低,固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性,因此,环氧树脂“统治”着高性能复合材料的市场。
值得指出的是,环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能比常用的酚醛与不饱和聚酯树脂好,但其耐水性、耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差[2-3]。
本文主要针对该复合材料的韧性较差问题进行研究,制备出玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料,并研究其在不同温度下的力学性能,以便更系统地了解该材料的性能,扩大其应用领域。
环氧树脂基复合材料的制备及其性能研究

环氧树脂基复合材料的制备及其性能研究随着科学技术的发展,环氧树脂基复合材料在各个领域得到了越来越广泛的应用。
该材料具有优良的机械性能、高温耐力、抗腐蚀性能等特点,在各个工业领域中,如汽车制造、船舶制造、航空航天、建筑等都有着广泛的应用。
一、环氧树脂基复合材料是什么?环氧树脂基复合材料是由环氧树脂作为基体,添加聚丙烯酰胺、玻璃纤维等增强材料、填充材料以及添加剂制成的一种新型高分子复合材料。
其中,环氧树脂是一种聚合物,具有良好的机械性能和化学性能。
二、环氧树脂基复合材料的制备过程首先,将环氧树脂与固化剂混合,根据要求加入适量的催化剂、促进剂等。
然后,将制备好的树脂体系与增强材料混合,形成树脂基体。
接着,将填充材料和其他添加剂加入混合物中,再经过设备加工、成型等工艺步骤后,即可制备出环氧树脂基复合材料。
三、环氧树脂基复合材料的性能研究1. 机械性能环氧树脂基复合材料具有很高的强度和刚度,是比较理想的结构材料。
它的抗张强度、抗压强度、弯曲强度等都比普通的材料高出很多倍。
而且,它的疲劳寿命也很长,可以承受大量的往复载荷。
2. 热性能环氧树脂基复合材料具有很好的高温耐性能力,可以在50℃以下环境下长期使用。
同时,它还具有很好的绝缘性能,不易受到遭遇温度波动和横向冲击的影响。
这些特性,使得它广泛地用于电器和机械工程。
3. 抗腐蚀性能环氧树脂基复合材料具有很高的耐腐蚀性能,可以抵御从自然环境到各种化学溶液中的任何形式的腐蚀。
因此,在航空航天、化工、海洋工程等领域也有着广泛的应用。
四、总结环氧树脂基复合材料具有机械性能好、高温耐力、抗腐蚀性能强等特点,在各个工业领域的使用中具有广泛的应用前景。
其制备过程经过多个工艺步骤,并需要注意合理的配比和处理,可以制备出质量优良的环氧树脂基复合材料。
环氧玻璃钢树脂用途

环氧玻璃钢树脂用途环氧玻璃钢树脂是一种由环氧树脂与玻璃纤维增强剂组成的复合材料。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等特点,因此广泛应用于许多领域。
首先,环氧玻璃钢树脂在航空航天领域有重要的应用。
由于它具有优异的抗腐蚀性和耐热性能,可以用于制造飞机、火箭等飞行器的结构件,如机翼、舱门、导弹外壳等。
此外,由于它具有轻质高强度的特点,还可以用于制造飞机、火箭的翼梁、桁架等零部件,以减小飞行器的重量,提高其性能。
其次,环氧玻璃钢树脂在建筑领域也有广泛的应用。
由于它具有优异的抗腐蚀性能和耐候性,可以用于制造建筑物的外墙、屋顶、地板等,以提高建筑物的耐久性和美观性。
此外,由于它具有轻质高强度的特点,还可以用来制造楼梯、楼板、管道等构件,以减小建筑物的自重,提高其结构性能。
环氧玻璃钢树脂还在化工、电子、医疗器械等领域有着重要的应用。
由于它具有优异的耐腐蚀性和绝缘性能,可以用于制造化工设备、电子元器件的外壳、管道、阀门等。
此外,由于它具有良好的生物相容性,还可以用于制造医疗器械、人工器官等,在医疗领域发挥重要的作用。
环氧玻璃钢树脂还在交通运输领域有广泛的应用。
由于它具有轻质高强度的特点,可以用于制造汽车、火车等交通工具的结构件,如车身、车厢等,以减小交通工具的重量,提高其能效。
此外,由于它具有优异的抗腐蚀性能,还可以用于制造船舶、码头设施等,以提高其在海洋环境下的使用寿命。
最后,环氧玻璃钢树脂还在体育娱乐领域有着广泛的应用。
由于它具有良好的耐磨性和耐撞击性能,可以用于制造体育设施、游乐设备等,如体育场馆、游乐园的座椅、滑梯、攀岩墙等。
总之,环氧玻璃钢树脂由于其独特的性能,被广泛应用于航空航天、建筑、化工、电子、医疗、交通运输、体育娱乐等众多领域。
随着科技的不断发展和创新,它的应用领域还将不断扩大和深化。
玻璃纤维增强塑料

玻璃纤维增强塑料(FRP)基础知识一.什么是复合材料指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的才料,通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料,叫做复合材料。
二.什么是玻璃纤维增强塑料(FiberReinforcedPlastics)指用玻璃纤维增强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料。
简称FRP由于其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀;电绝缘;隔热等性能,在我国被俗称为“玻璃钢”。
这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。
三.FRP的基本构成基体(树脂)+增强材料+助剂+颜料+填料1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等2.增强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。
3.助剂:引发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。
4.颜料:氧化铁红;大红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。
多数为色浆状态。
5.填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。
PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。
PPR:聚丙烯。
PUR:泡沫。
PRE:聚苯醚。
尼龙:聚酰胺纤维。
FRP的发展过程:无法确定发明人。
四.FRP材料的特点:1.优点:(1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢相比,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。
(2)耐腐蚀性好:FRP是良好的耐腐蚀材料,对于大气;水和一般浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力,已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。
正在取代碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。
(3)电性能好:FRP是优良的绝缘材料,用于制造绝缘体,高频下仍能保持良好的介电性,微波透过性良好,广泛应用于雷达天线罩;微波通讯等行业。
树脂基复合材料

树脂基复合材料
树脂基复合材料是一种性能优越的材料,由树脂基体和增强材料组成。
树脂基体通常是一种高分子化合物,如环氧树脂、聚丙烯、聚酰胺等,而增强材料可以是碳纤维、玻璃纤维等。
树脂基复合材料具有轻质、高强度、耐磨、耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车制造、建筑等领域有广泛应用。
首先,树脂基复合材料具有轻质的特点。
由于树脂基体是一种轻质的高分子化合物,与金属相比,树脂基复合材料的密度较低。
这使得树脂基复合材料在航空航天等领域中得到广泛应用,能够减轻飞机、卫星等载具的重量,提高载具的性能。
其次,树脂基复合材料具有高强度的特点。
增强材料中的纤维是一种高强度的材料,能够提供较高的抗拉、抗压、抗剪强度。
而树脂基体的作用是将纤维固定在一起,形成一个更加坚固的结构。
因此,树脂基复合材料具有较高的强度,能够抵抗外力的作用,保证结构的稳定性。
此外,树脂基复合材料还具有耐磨、耐腐蚀的特点。
树脂基体能够起到保护纤维的作用,防止纤维受到磨损和腐蚀。
在汽车制造领域,使用树脂基复合材料能够延长汽车的使用寿命,提高汽车的耐久性。
在海洋工程中,树脂基复合材料可以取代传统的金属材料,有效解决腐蚀问题。
总之,树脂基复合材料具有轻质、高强度、耐磨、耐腐蚀等多种优点。
它在航空航天、汽车制造、建筑等领域有广泛应用,提高了产品的性能和使用寿命。
随着科技的不断发展,树脂基
复合材料的性能会进一步提升,为各个行业的发展带来更多的机遇和挑战。
树脂基复合材料名词解释

树脂基复合材料名词解释树脂基复合材料是一类由树脂(resin)作为基体材料,通过与其他增强材料(如玻璃纤维、碳纤维等)混合形成的新型材料。
这种复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到广泛应用。
以下是树脂基复合材料相关的一些重要名词解释:1.树脂(Resin):树脂是树脂基复合材料的基体材料,一般为聚合物,如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等。
树脂的选择会影响到复合材料的性能。
2.增强材料(Reinforcement):在树脂基复合材料中,增强材料起到增加材料强度和刚度的作用。
常用的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
3.层合板(Laminate):多层树脂基复合材料的构件,每一层由树脂和增强材料组成,通过层层叠加形成。
4.预浸料(Prepreg):预浸料是一种在生产过程中,树脂已经浸润到增强材料中的材料。
它通常在工厂中制备好,便于现场加工。
5.固化(Curing):树脂基复合材料在制备过程中,树脂需要固化(硬化),以形成最终的硬质结构。
这一过程通常通过加热或加入催化剂来实现。
6.热固性树脂(Thermosetting Resin):这类树脂在加热后会发生固化,形成硬而稳定的结构。
环氧树脂就是一种常见的热固性树脂。
7.热塑性树脂(Thermoplastic Resin):这类树脂在受热后可多次软化和固化,适用于多次成型。
聚酰亚胺树脂是一种常见的热塑性树脂。
8.复合材料的破坏模式:包括拉伸、压缩、剪切等多种破坏模式,根据应用需求选择合适的增强方向和层合结构。
树脂基复合材料的不同组合可以产生各种性能,使其成为许多工程应用中理想的材料之一。
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<50 1.2~20 容易 高 容易 无 中
不限 1.5~1.0 困难 中 困难 有 高
(三)、树脂传递成型RTM
RTM是一种闭模低压成型的方法。将纤维增强材料置于上下模之间;合 模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。树 脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模具内, 浸渍纤维材料。
优点
1) 制品纤维含量可较高,未被树脂浸的部分非常少; 2) 闭模成型,生产环境好; 3) 劳动强度较低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低; 4) 制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高; 5) 成型周期较短; 6) 产品可大型化; 7) 强度可按设计要求具有方向性; 8) 可与芯材、嵌件一体成型 9) 相对注射设备与模具成本较低。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5Mpa。当制造高纤维含量(体 积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7Mpa.纤维增强 材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内 注射成型。为了提高树脂浸透纤维的能力,可选择真空辅助注射。注意树脂一经 将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热 条件下进行。模具可以复合材料与钢材制作。若采用加热工艺,宜用钢模。
当玻璃纤维体积含量为50%时,复合材料的性能较好
四、玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的应用
(一)、在航空、航天工业中应用 (二)、环氧复合材料在民用工业中的应用 1、玻璃钢的压力容器和管道 3、玻璃钢模具 2、玻璃钢电机护环、套环等 4、防腐蚀制品
。
(三)、主要产品 汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件小艇半成品、 列车和卡车车身面板、艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向 舵管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体
1、控制胶含量 原因1: 树脂用量过多 解决办法: 2、注意拌合方式
原因2: 树脂粘度过大 解决办法: 1、适当增加稀释剂 2、提高环境温度 原因3: 增强材料选择不当
3)、流胶
选用浸透性好的无捻玻璃布
树脂粘度太小,可加入2~3%的活性氧化硅。
配料不均匀, 充分搅拌 。 固化剂用量不足, 适当调整固化剂用量。
关于玻璃纤维 增强环氧树脂基复合材料的综述
一、概述及复合材料结构 二、主要成型工艺 三、力学性能 四、应用
一、概述及复合材料结构
复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水 平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量 分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主 的亚洲占30%。中国大陆2003年玻璃纤维增强塑料(玻璃纤维 与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨,已居 世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。作 为复合材料中的一枝的玻璃纤维增强环氧树脂(GFEP)具有 力学强度高、成形收缩小、尺寸稳定性好和良好的耐化学腐 蚀性能和电气绝缘性能等特点,作为典型的纤维增强塑料 (FRP)广泛应用于制造工业零部件和印刷电路板等产业 。 截止2010年1月底全国共有61家玻璃钢生产企业(其中包括 四川省江南玻璃钢有限公司,重庆市君豪玻璃钢有限责任公 司)
5、手糊成型易发生的缺陷及防止措施
1)、制品表面发粘
原因1:空气湿度太大,水对树脂起阻聚作用 解决办法: (1)在树脂中加入0.02%左右的液体石蜡; (2)在树脂中掺加5%的异腈酸酯 ; (3)制品表面覆盖薄膜隔绝空气;
原因2: 引发剂、促进剂的比例弄错或失效,更换引 发剂、促进剂。
2)、制品内气泡太多
10、压力袋成型 1、手糊成型——湿法铺层成型 11、树脂注射和树脂传递RTM模塑成 2、夹层结构成型(手糊法、机械法) 型 3、模压成型 12、卷制成型 4、层压成型 13、真空辅助注射成型 5、缠绕成型 14、离心浇铸成型 6、拉挤成型 15、片状smc(团状bmc)模塑成型 7、注射成型 16、连续板材成型 8、喷射成型 目前我国还是以手糊成型为主, 9、真空袋压力成型 在树脂基复合材料中约占80%。
缺点
1) 不宜制作较小产品 2) 因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用的模具要重和复杂,价位也高一些
典型产品
小型飞机和汽车零部件、客车座椅、仪表壳
(四)、预浸料(高压釜)成型
1、概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下,将织物和(或)纤维预先用 预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下,让预浸材料贮存几周 或几个月,仍能保质使用。当要延长保持期,材料须在冷冻条件下贮存。 树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感, 象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来,与树脂结合。 预浸渍材料用手或机械铺于模具表面,通过真空袋抽真空,并通常加热 到120-180º C。使树脂重新流动,并最终固化。盛开附加压力通常藉助 高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供,它能对铺层施加达5个大气压的 压力。
6、典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
(二)、SMC成型
片状模塑料成型(Sheet Molding Compound)简称SMC
在树脂中加入引发剂、填料、颜料、内脱 模剂、低收缩添加剂、增稠剂等,经搅匀成为 树脂糊。树脂糊落到SMC机组的下薄膜上(常用 聚乙烯薄膜或尼龙薄膜),与此同时在下薄膜上 沉降短切成25~55mm的玻璃纤维原丝,再往上 面覆盖一层薄膜,成为片状夹心卷。将卷材存 放数日使料稠化,以达到可模塑的黏度。SMC以 捆卷状态供应备用。将卷材展开、剪裁、称量, 放人加热的钢模铂,加压使之固化成型、脱模, 即为成品
2、优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量; 可以可靠地得到高纤维含量。 2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁; 3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程; 4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的; 5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层; 6)可能实现自动化和节省劳动力。
相对密度
拉伸强度 拉伸模量 伸长率 弯曲强度
2.08
551.6Mpa 27.58GPa 1.6% 689.5MPa
7.86
331.0MPa 206.7GPa 37.0%
弯曲模量 压缩强度
34.48GPa 310.3MPa 331.0MPa
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
目前在生产上经常采用的成型方法有16种:
为什么采用环氧树脂做基体?
环氧树脂固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%8%;粘结力强;有B阶段,有利于生产工艺; 可低压固化,挥发份甚低; 固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。
玻璃含量 GF/EPR(玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢
成型 设备费 模具费 成型周期/min 成型温度/℃ 成型压力/Mpa 成型作业
成型材料 材料 操作 填料 玻璃纤维/% 臭味 制品 大小/㎏ 壁厚/mm 壁厚控制 尺寸精度 复杂形状 加热尺寸变化 耐候性
SMC 非黏着半固体 高填充 20~40 弱
树脂、GF过氧化物、其他胶衣 液态树脂、玻璃纤维 无 25~35 强
3、手糊成型工艺的缺点
1)、生产效率低,劳动强度大,卫生条件差; 2)、产品性能稳定性差;有些树脂有害健康 3)、产品力学性能较低。
4、手糊制品为什么要在表面覆盖聚酯薄膜?
自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍, 一般聚酯树脂制品固化时,表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖, 也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类,否则自由基与周围 空气中的O2 、H2O反应,耗去大部分自由基,造成表面固化不完 全而发粘
表1 不同成型方法的玻璃钢(欧洲地区)产量
(一)、手糊成型(hand lay up)
1、概要
依次在模具表面上施加 脱模剂 、胶衣一层粘度 为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝 结后)一层纤维增强材料,纤维增强材料有表面毡、无 捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂 浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操 作反复多次,直到达到制品的设计厚度。 树脂因聚合 反应,常温固化。可加热加速固化。 2、手糊成型工艺的优点: 1)、不受尺寸、形状的限制; 2)、设备简单、投资少; 3)、工艺简单; 4)、可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要求; 5)、产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。
SMC成型与喷射成型、树脂注射成型的优缺点
成型方法 SMC 高 高 1~8 100~160 5~12 容易 喷射成型 便宜 便宜 60min~1日 15~40 常压 要熟练 树脂注射成型 中 中 30~200 20~60 <2 要熟练 树脂、GF过氧化物、其他 胶衣液态树脂、玻 璃纤维 低填充 25~30 强 <50 2~12 容易 中 困难 有 高
(4)缺点
1)对于预浸织物,材料成本高;
2)通常要对高压釜固化复合材料制品, 耗费大、作业慢、制品尺寸受限制; 3)模具需能承受作业温度; 4)芯材需要承受作业温度和压力。
(5)典型产品
飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、 卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基 板、夹层结构板、卫星接口支架、火 箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网 球拍、滑雪板等)。
三、力学性能分析
(一)、复合材料的弹性模量分析
以环氧树脂浇注体为参照,当基体中填加不同体积分数的玻璃纤维后, 所得复合材料试样的弹性模量变化如图1所示。
(二)、复合材料的强度分析
由于玻璃纤维是单向排列于树脂基体中,所以当纤维含量达到一定值后, 当外力由基体传递至纤维时,由于各向异性的影响,会使力的作用方向发生 变化,即主要沿纤维取向方向进行传递。在一定程度上使力的作用得到分 散,对复合材料的破坏作用减缓,从而使材料的强度得到提高。但当纤维含 量过多时,部分纤维难以被树脂充分浸润,从而在材料中形成许多结合较弱 的界面,当材料受力时,这些界面容易脱附拔出,应力传递失效,使材料的性能下降