第5章聚合物基复合材料成型用半成品制备(修改)

《第5章聚合物基复合材料成型用半成品制备(修改)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章聚合物基复合材料成型用半成品制备(修改)（83页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、1龙龙 世世 军军Tel: 18571492458材料科学与工程学院材料科学与工程学院22 复合材料复合材料 采用适当方法将两种或两种以上不同性质的材采用适当方法将两种或两种以上不同性质的材料（组分材料）组合在一起构成的性能比其他料（组分材料）组合在一起构成的性能比其他组分材料优异的一类新型材料组分材料优异的一类新型材料。33（湿法）（湿法）聚合物基复合材料制备工艺：一步法、二步法聚合物基复合材料制备工艺：一步法、二步法将纤维、树脂等原材料直接浸渍，一步固化成型形将纤维、树脂等原材料直接浸渍，一步固化成型形 成复合材料制品。成复合材料制品。优点：工艺简便、设备简单。优点：工艺简便、设备简单。但

2、溶剂、水等不易挥发，易形成空洞，且效率低，但溶剂、水等不易挥发，易形成空洞，且效率低，环境恶劣；环境恶劣；树脂不易均匀分布，形成贫胶区和富胶区，易出现树脂不易均匀分布，形成贫胶区和富胶区，易出现“白丝白丝”现象。现象。早期早期44二步法（干法）二步法（干法）预先将纤维、树脂等原材料进行混合浸渍加工，使之预先将纤维、树脂等原材料进行混合浸渍加工，使之成为半成品，再由半成品成型出复合材料制品；成为半成品，再由半成品成型出复合材料制品；半成品制备工艺半成品制备工艺：由原材料经过一定的加工制成干态：由原材料经过一定的加工制成干态或半干态的半成品材料的过程。或半干态的半成品材料的过程。能很好控制含胶量，

3、解决纤维树脂均匀分布问题；能很好控制含胶量，解决纤维树脂均匀分布问题；半成品制备过程可烘去溶剂、水等挥发物，降低空隙半成品制备过程可烘去溶剂、水等挥发物，降低空隙率，并改善作业环境；率，并改善作业环境；通过半成品质量控制，能确保复合材料制品的性能。通过半成品质量控制，能确保复合材料制品的性能。55 热固性树脂基体复合材料制品的生产流程图热固性树脂基体复合材料制品的生产流程图66常见半成品料：常见半成品料：热塑性塑料热塑性塑料粒料、片材粒料、片材热固性塑料热固性塑料模塑料模塑料连续纤维增强复合材料连续纤维增强复合材料预浸料预浸料775.1 热塑性塑料粒料的制造方法热塑性塑料粒料的制造方法 5.2

4、 增强热塑性塑料片材的制造方法增强热塑性塑料片材的制造方法 5.3片状模塑料片状模塑料SMC的制造方法的制造方法 5.4 连续纤维预浸料的制造方法连续纤维预浸料的制造方法 88v掌握掌握连续纤维预浸料连续纤维预浸料的制造方法的制造方法连续纤维预浸料连续纤维预浸料溶液浸渍法溶液浸渍法热熔胶浸渍和胶膜碾压法热熔胶浸渍和胶膜碾压法粉末工艺法粉末工艺法n了解了解增强热塑性塑料片材增强热塑性塑料片材的制造方法的制造方法995.1热塑性塑料粒料的制造方法热塑性塑料粒料的制造方法 颗粒填充：混合混炼颗粒填充：混合混炼( (粒料造粒法粒料造粒法) )纤维增强：纤维增强： 长纤维粒料长纤维粒料短纤维粒料短纤维粒

5、料 7mm1010颗粒填充热塑性塑料粒料颗粒填充热塑性塑料粒料塑料母料塑料母料填充目的：填充目的：增强、增韧改性增强、增韧改性降低成本降低成本着色着色功能化功能化11115.1.1 颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法原原料料准准备备初初混混合合塑塑炼炼造造粒粒粒粒料料过过滤滤吸吸磁磁干干燥燥研研磨磨预预热热称称量量除去大颗除去大颗粒及粒状粒及粒状杂质，分杂质，分散粉料散粉料保证粉料稳保证粉料稳定、可靠、定、可靠、均一均一降低混合降低混合时物料的时物料的粘度，提粘度，提高混合效高混合效率率除去金除去金属杂质属杂质除去树脂除去树脂和添加剂和添加剂中吸附的中吸附的水分水

6、分按配方称按配方称量各组分量各组分的用量的用量1212研磨设备：三辊研磨机、球磨机等研磨设备：三辊研磨机、球磨机等1313初混合是在聚合物熔点以下和较为缓和的剪切应力初混合是在聚合物熔点以下和较为缓和的剪切应力下进行的初步混合。下进行的初步混合。混合作用：增加各组分微小粒子空间的无规排列程混合作用：增加各组分微小粒子空间的无规排列程度，改善塑料的加工性能。度，改善塑料的加工性能。设备：捏合机、高速混合机设备：捏合机、高速混合机混合时加料顺序：混合时加料顺序：1414nZ型捏合机型捏合机采用采用“Z”型双桨搅拌型双桨搅拌,能使物料迅速反应能使物料迅速反应,均均匀混合。匀混合。分普通型、压力型、真

7、分普通型、压力型、真空型三大类，空型三大类，有电和蒸汽两种加热方有电和蒸汽两种加热方式和水冷却可供选择。式和水冷却可供选择。 1515n高速混合机高速混合机 高速混合机依靠混合器的高速混合机依靠混合器的叶轮旋转叶轮旋转将物料翻动和旋转，对翻动的物料将物料翻动和旋转，对翻动的物料切向高速搅拌，在较短时间将物料混合均匀，实现打碎和混合。切向高速搅拌，在较短时间将物料混合均匀，实现打碎和混合。 1616叶轮的形式叶轮的形式1717塑炼是在塑炼是在高于树脂熔点的温度和较大剪切应力高于树脂熔点的温度和较大剪切应力下，将物下，将物料热熔、剪切混合达到适当的柔软度和可塑性，使各组分料热熔、剪切混合达到适当的

8、柔软度和可塑性，使各组分分散更均匀分散更均匀，同时除去挥发物，以利于输送和成型，保证，同时除去挥发物，以利于输送和成型，保证制品质量。制品质量。主要工艺条件：塑炼温度、时间、剪切力（不同塑料具主要工艺条件：塑炼温度、时间、剪切力（不同塑料具有不同的塑炼条件）有不同的塑炼条件）塑炼终点测定：试样均匀性和分散度、试样的撕裂强度塑炼终点测定：试样均匀性和分散度、试样的撕裂强度塑炼设备：双辊炼胶机、密炼机、单螺杆挤出机塑炼设备：双辊炼胶机、密炼机、单螺杆挤出机1818n辊筒的转速辊筒的转速n速比速比n辊筒间的间距辊筒间的间距n转速：前辊转速：前辊 后辊后辊双辊炼胶机（开炼机）双辊炼胶机（开炼机）191

9、920202121在塑炼机上塑炼均匀的料片输送到切粒机上分次在塑炼机上塑炼均匀的料片输送到切粒机上分次纵切和横切即可得到粒料。纵切和横切即可得到粒料。若挤出塑炼，可在机头装一旋转刀片切粒；或先若挤出塑炼，可在机头装一旋转刀片切粒；或先挤出成条状物，再切粒机造粒。挤出成条状物，再切粒机造粒。设备：切（造）粒机设备：切（造）粒机2222玻璃纤维增强热塑性塑料是纤维复合热塑性塑料典型代玻璃纤维增强热塑性塑料是纤维复合热塑性塑料典型代表，诞生于上世纪表，诞生于上世纪50年代年代轻质、韧性好、耐水、耐酸碱性更好、高轻质、韧性好、耐水、耐酸碱性更好、高GF含量、制品含量、制品模量高，而且生产周期更适合大工

10、业化生产，边角废料模量高，而且生产周期更适合大工业化生产，边角废料及报废产品可多次回收再利用。及报废产品可多次回收再利用。5.1.2 纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法23235.1.2 纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法工艺的目的：将体积庞大的、结构疏松的纤维加入工艺的目的：将体积庞大的、结构疏松的纤维加入到基体树脂中，形成均匀分散的粒料半成品，供注塑、到基体树脂中，形成均匀分散的粒料半成品，供注塑、模塑成型。模塑成型。要求：要求：纤维均匀分散在基体中；纤维均匀分散在基体中；纤维与树脂尽可能包覆或粘结牢固；纤维与树脂尽可能包覆或粘结

11、牢固；尽可能减少对纤维的损伤和对树脂的降解。尽可能减少对纤维的损伤和对树脂的降解。三维随机取向三维随机取向二维随机取向二维随机取向一维随机取向一维随机取向（极薄注塑制品）（极薄注塑制品） （较薄注塑制品）（较薄注塑制品）2424短纤维增强粒料可以很好解决长纤维在高熔融树脂短纤维增强粒料可以很好解决长纤维在高熔融树脂（聚烯烃类、（聚烯烃类、PS等）中分散不好易引起制品性能和外等）中分散不好易引起制品性能和外观不理想问题观不理想问题短切原丝单螺杆挤出法短切原丝单螺杆挤出法：树树脂脂干干燥燥初初混混合合挤挤出出切切粒粒粒粒料料干干燥燥包包装装纤纤维维短短切切+长度长度0.250.5p纤维磨损较小，但