常用塑料材料.pdf

第2章常用塑料材料本幸学习的内衮:二塑料的组成二、塑料的分类三塑料成型的工艺特性四常用塑料简介五、复合材料卜jU2.1塑料的组成与工艺特性一、塑料的组成二、塑料的分类三、塑料成型的工艺特性（一）热塑性塑料的成型工艺特性（二）热固性塑料的成型工艺特性_卜a3一.塑料的组成(一)塑料的组成塑料的组成：以合成树脂为主要成分，加入适量的 添加剂组成的。(1)合成树脂 合成树脂是由低分子化合物经聚合反 应所获得的高分子化合物。作用：树脂受热软化后，可将塑料的其他组分加以 粘合，并决定塑料的主要性能，如物理性能、化学性 能、力学性能及电性能等。塑料中树脂含量为40%-100%。(2)添加剂 填充剂、增塑剂稳定剂、润滑剂、着 色剂和固化剂等。填充剂（填料）。填充剂的作用：调整塑料的物理化学性能，提高材 料强度，扩大使用范围，减少合成树脂的用量，降 低塑料的成本。常用的填充剂：粉状填料、纤维状填料、层状填料。1）粉咚挟料：碳酸钙、硅石、硅藻土、云母、石 棉、石黑、木粉、金属粉；.：2）纤维状填料：棉花、亚麻、石棉纤维、玻璃纤 维、碳纤维、硼纤维、金属短须。3）层状填料：纸张及棉布屑、玻璃布。塑料中的填充剂含量一般为20%50%,它是塑料 制件品种多、性能各异的主要原因之一。8附表 常用部分塑料填料及其作用“T序号2填料名称N作 用()1碳酸钙（CaSQ田干娶笥7燥 娶驿等.提高函件耐热4、飞度；塑件稳定性好；降低收缩率、降低成本，因遇酸易分解，不宜用于耐酸制件+，2口粘土（AL0s“高岭土（Al、SiO挑 滑石粉（Mg、Si02）*石棉（Ca Mg、Si02）-云母（硅酸盐卜用于聚氯乙烯、聚烯烧等.改善加工局3降低收缩率，提高制件的耐热、耐燃、耐水性及降低成本；提高制件刚性、尺寸稳定性以及使制件具有某些特性（如滑石粉可降低摩擦 系数，云母可提高介电性能）4)3c碳黑（c3用于聚氯乙烯、聚烯年等川提高制件导热、导电性能，也作着色、光屏蔽剂二14二氧化硅（SiOj-（白碳黑”用于聚氯乙烯、聚烯保、不饱和聚酯、环氧树脂等 提高制件介电性、冲击性能；可调节树脂的流动性1)5 口硫酸钙（石菖CaSOM 亚硫酸钙用于聚氯乙烯、丙烯酸类树脂等/降低成本，提高制件尺寸稳定性、耐磨性Q1)6金属粉（铜、铝、锌等）用于各种热塑性工程塑料、环氧树脂等，提高塑料导电、传热、耐热等性能，1)7二硫化铝8 石墨Ck用 于尼龙浇铸制件 等，提高表面硬旋，降低摩擦系数、热膨胀系数，提高耐磨性i聚四氟乙烯粉，（或纤维）Q用于聚氯乙烯、聚烯年及各种热塑性工程塑料a 提高制件的耐磨性、润滑性Q9玻璃纤维2提高制件机械强度C110木粉一用于酚醛树脂及聚氯乙烯等塑料的噌量0塑件电性能优异，抗冲击性好，但色调、耐水性及耐热性稍差，J9.A十(2)增塞剂增塑剂的作用：提高塑料的可塑性和柔软性，降低熔融温度，改善熔体的流动性。原因：加入它可加大分子间的距离，削弱大分子间 的作用力。:缺点：增塑剂会降低塑料的稳定性、介电性能和机 械强度，因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含 量。a b)增塑剂作用示意图 a)不含增塑剂 b)含有增塑剂 10A U L(3)稳定剂。作用：抑制和防止塑料在加工(提高热分解温度)和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质,使加工顺利进行，保证塑件具有一定的使用寿命。:种 类：热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、紫外线抗御剂等。对稳定剂的要求是，除对聚合物的稳定效果好外,还应能耐水、耐油、耐化学药品，并能与树脂相 溶，在成型过程中不分解、挥发小、无色。常用 的稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物及环氧化合物 等。稳定剂用量一般为塑料的0.3%0.5%。11(4)网滑剂。作 用：对塑料表面起润滑作用，防止塑料在 成型加工过程中粘附在模具上。同时，添加润 滑剂还可以提高塑料的流动性，便于成型加工,并使塑料表面更加光滑。常用的润滑剂：硬脂酸及其盐类、合成蜡及某 些有机硅化合物，其加入量通常小于1%O.：需加入润滑剂的常用塑料：聚烯煌、PS、醋.酸纤维素、PA、ABS、PVC,硬质PVC更突 出。12(5)着色剂。作用：为满足塑件使用上的美观要求，给予塑料以色彩及特 殊的光学性能，有时还能改善塑料制品的耐候性，常加入着 向萩种类：1,给予塑料色彩的色料：有机颜料、无机颜料和染料 作着色剂。(2.给予塑料特殊的光学性能的有光学絮片：(铝、铜、铜合金等)。珠光色料：使塑料呈珠光；(。磷光色料：经光线照射后，能在黑暗中发光；I。荧光色料：能放出与吸收不同波长的光线，因而形成闪烁 的辉光，但不能在黑暗中发光。|着色剂应具有的性能：着色力强、色泽鲜艳、分散性好，不 易与其他组分起化学变化，且耐热、耐光等性能。1着色剂的用量一般为塑料的0.01%0.02%。13_ _ _ _AI塑料中加入着色剂的方法 1.用挤出造粒机,混色后挤出一切断造粒，得到已混 色好的树脂原料，用于大批量生产同色的产品。2.用色母加入到原色的树脂中混合均匀,加入中注射 机塑化；用于小批量、多品种生产。缺点：混色不够均匀，不同批次的产品存在色差。：.3.将粉状染料加入到原色的树脂中混合均匀,加入中 注射机塑化；用于小批量、多品种生产。缺 点：混色不够均匀，不同批次的产品存在色差。目前注射塑料的着色已广泛使用色母粒着色的方法，只要在注射成型之前，在本色塑料粒子中，拌入一定 比例的浓缩色母粒（简称色母粒）即可。A U(6)固化剂。固化剂又称硬化剂、交联反应剂。固化剂的作用：促使合成树脂进行 交联反应而形成体型网状结构，或 加快交联反应速度。固化剂一般多 用在热固性塑料中。卜jU（7）其他添加剂。1）驱避剂：塑料在贮存、使用的过程中，可能遭受老鼠、昆虫、细菌、霉菌等的危害，用以抵御、避免和消灭这类 情况发生的物质，统称驱避剂。2）防静电剂：使塑件具有适量的导电性，以消除带静电 的影响，可加入防静电剂。这类物质具有微弱的电离性，又有适当的吸水性，致使塑件表面具有导电的分子层。毋3）阻燃剂：阻止或减缓塑料燃烧而加入的一些物质。4）发泡剂：为生产泡沫塑料用。5）开口剂：防止聚烯煌和PVC薄膜自身之间的粘黏。6）表面活化剂：避免农用薄膜因水汽凝结而出现雾层，而加入的非离子性表面活化剂。毋7）导电及导磁剂：是塑料具有一定的导电及导磁性能。16一一一 j .A U 今二，塑料的分类(1)按合成树脂的分子结构及其特性分类(2)按塑料的用途分类 A U 1按树脂的分子结构及其特性分类。1）热塑性塑料。常用的热塑性塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚 苯乙烯、聚丙烯、有机玻璃、聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、聚苯酸、聚氨酯、聚硼、聚四氟乙烯等。2）热固性塑料。常用的热固性塑料：酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、胭醛塑料、三聚鼠胺甲醛和不饱 和聚酯、有机硅等。18（2）族塑科的用途分类 1）通用塑料：约占塑料总产量的80%。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料 和氨基塑料六大类。：.2）工程塑料：在汽车、机械、化工等行业用来制造 机械零件和工程结构零部件。例如：聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醴、ABS、聚碉、聚四氟乙烯、有机玻璃和环氧树脂等。3）特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料。_。如：氟塑料、导磁和导电塑料、纳米塑料、光学塑 料、降解塑料、高吸水率塑料等。19三、塑料成型的工艺特性。（一）热塑性塑料的工艺特性（二）热固件塑料的成型工艺特性 A U(-)热塑性塑料的成型工艺特性(1)收缩性(2)流动性(3)相容性(4)吸湿性(5)热敏性 A U平(1)收缩性。概念：塑件从温度较高的模具中取 出冷却到室温后，其尺寸或体积会 发生收缩变化，这种性质称为收缩 性。收缩率的计算x 100%bSj x 100%J 0Sa实际收缩率；Sj计算收缩率；a 模具或塑件在成型温度时的尺寸；b塑件在室温时的尺寸；C 模具在室温时的尺寸。1）实际收缩率表示塑件实际所发生的收缩。因成型温度下的 塑件尺寸不便测量，以及实际收缩率和计算收缩率相差很小，所 以生产中常采用计算收缩率。2）在大型、精密模具成型零件尺寸计算时则应采用实际收缩 率。常用各种热塑性塑料的收缩率见附录B。23影响塑件收缩的原因:1）塑料品种：塑料品种不同，其收缩率也各不相同。例如，树脂的相 对分子质量高，填料为有机填料，树脂含量较多，则该 类塑料的收缩率就大。2）塑件结构：塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量 多且对称分布，其收缩率较小。3）模具结构：幸采用直接浇口或大截面的浇口，可减少收缩，但各向异 性大;沿料流方向收缩小，沿垂直料流方向收缩大；当浇口的厚度较小时，浇口部分会过早凝结硬化，型腔内的塑料收缩后得不到及时补充，收缩较大。24_.A.U .J 4）成型工艺条件对收缩率的影响:1）模具温度：模温高，熔料冷却慢，则密度高,收缩大。对于结晶型塑料，因其结晶度高，体 积变化大，故收缩更大。:2）成型压力及保压时间：注射压力高、时间长 的收缩小，但方向性大。*3）料温：料温高的，则收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注射速度及冷 却时间等因素也可适当地改变塑件收缩情况。25 A.U/L一流动性概 念：塑料在一定的温度、压力作用下充填模具,型腔的能力，称为塑料的流动性。)*塑料的流动性差，就不容易充满型腔，易产生缺料 I 或熔接痕等缺陷，因此需要较大的成型压力才能成型。I塑料的流动性好，可以用较小的成型压力充满型腔。但流动性太好，会在成型时产生严重的溢边。塑料中加入填料，会降低树脂的流动性，而加入增 I 塑剂或润滑剂，则可增加塑料的流动性。(:.流动性的表示方法：熔融指数法 螺旋线长度法 6 i一熔融指数。将被测塑料装入加热料筒中 并进行加热，在一定的温度 和压力下，测定塑料熔体在 10min内从出料孔挤出的的 量（g）,该值称为熔融指 数，简写为Ml。:.熔融指数越大，流动性越好。,螺旋线长度实验法。将被测塑料在一定的 温度与压力下注入如 图2.2所示标准的阿基 米德螺旋线模具内，0用其所能达到的流动 长度（图中所示数字单 位为cm）来表示该塑 料的流动性。流动长 度越长，流动性就越 好。影响流动性的主要因素 1）温 度：料温高，则流动性大，但不同塑料也各有差异。聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、有机玻璃、ABS、AS、聚碳 酸酯、醋酸纤维素等塑料的流动性随温度变化的影响较大;.：聚乙烯、聚甲醛的流动性受温度变化的影响较小。2）压 力：注射压力增大，则熔料受剪切作用大，流动性也 增大，尤其是聚乙烯和聚甲醛较为敏感。3）模具结构：浇注系统的形式、尺寸、结构（如型腔表面粗 糙度、浇道截面厚度、型腔形式、排气系统）、冷却系统的 设计和熔料的流动阻力等因素都会直接影响熔料的流动性。凡促使料温降低、流动阻力增加的因素，都会使流动性降 低。29常用热塑性塑料的流动性。流动性好的：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯尼龙和醋酸纤维素；流动性中等的：改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃、聚甲醛和氯化聚醛；*流动性差的：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯 醛、聚硼和氟塑料。30LT 相衮性概念：两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态不 产生相分离现象的能力。如果两种塑料不相容，则混熔后塑件会出现分层、脱皮 等表面缺陷。I分子结构相似者较易相容，如高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯彼此之间的混熔等分子结构不同时较难相容，如聚乙烯和聚苯乙烯之间的 混熔。(塑料的相容性又称为共混性。通过塑料的这一性质，可 得到类似共聚物的综合性能，这是改进塑料性能的重要 途径之一。，如聚碳酸酯和ABS塑料相容，就能改善聚碳酸酯的工艺(性。31吸湿性。概念：吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。具有吸湿或粘附水分倾向的塑料：聚酰胺、ABS、，聚碳酸酯、聚苯酸和聚硼等；:.吸湿或粘附水分极小塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯和氟塑料等。吸湿性对塑料制品的影响：症吸射鼠型过程中比较 察易发或水降解，/南后治件上出现先泡、银必与 一伏普款陷。*干燥措施：在成型前必须进行干燥处理，必要时还 应在注射机料斗内设置红外线加热装置，以免干燥 后的塑料进入机筒前在料斗中再次吸湿或粘水。32 A.L（5）热数性,：概念：热敏性是指塑料的化学性质对热量作用的敏 感程度，热敏性很强的塑料称为热敏性塑料。防止热敏性塑料在成型中出现降解现象应采取的措 施：J1）选用螺杆式注射机；12）流道截面取大一些（避免过大的摩擦热）；13）注射机筒内壁、流道和模腔表壁镀辂；：4）熔体在模内流动时不得有死角和滞料现象；（5）生产时严格控制成型工艺条件等。I6）必要时还可在塑料中添加热稳定剂。）。常用的热敏性塑料硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚甲 醛、聚三氟氯乙烯。33挤出成型原理示意图螺杆式注射机原理不意图注射我型原理而愈日34(二)热固性塑料的成型工艺特性(1)收缩率(2)流动性(3)比容和压缩率(4)硬化速度(5)水分及挥发物含量 A U 17ri）收缩率产生收缩的主要原因：1）热收缩 热收缩是由于热胀冷缩而使塑件成型冷却后所 产生的收缩。热收缩与模具的温度成正比。2）结构变化引起的收缩：交联反应后，分子由线型结构 变为网状结构，由于分子链间距的缩小，结构变得紧密，故产生了体积收缩。：.3）弹性恢复：塑件从模具中取出后，作用在塑件上的压力 消失，由于弹性恢复，会造成塑件体积的负收缩（膨胀）。在 成型以玻璃纤维和布质为填料的热固性塑料时，这种情况 尤为明显。4）塑性变形：塑件脱模时，成型压力迅速降低，但模壁紧 压在塑件的周围，使其产生塑性变形。发生变形部分的收 缩率比没有发生变形部分的大。塑件往往在平行加压方向收缩较小，在垂直加压方向收缩 较大。为防止两个方向的收缩率相差过大，可采用迅速脱 摸的办出补救。36一一一 A U A影响热固性塑料收缩率的因素原材料Wi去出剂工件 原材料模具结构成型方法成型工乙条件原材料：塑料中树脂和填料的种类及含量，也将直接影响收 缩率的大小。当所用树脂在固化反应中放出的低分子挥发物 较多时，收缩率较大；放出的低分子挥发物较少时，收缩率 较小。同类塑料中，填料含量较多或填料中无机填料增多时，收 缩率较小。模具结构：凡有利于提高成型压力、增大塑料充模流动性 和使塑件密实的模具结构，均能减少塑件的收缩率，如用压 缩或压注成型的塑件就比注留成型的塑祢收缩率小。成型方法：注射压注压缩。成型工艺条件：凡能使塑件密实、在成型前使低分子挥发 物溢出的工艺因素，郁能使塑件收缩率减少，如成型前对酚 醛塑料的预热、加压辱38(2)流动性o图2.3是拉西格流动性测定模。：将一定重量的欲测塑料预压成圆锭,将圆锭放入 压模中，在一定的温度和压力下测定它从模孔中 挤出的长度(毛糙部分不计在内),此即为拉西格 流动值，以mm表示。数值大，则表曲流动性好。影响流动性的因素：.：塑料品种、模具结构、成型工艺条件。不同品种的塑料或同一品种不同组分及含量的塑 料，其流动性不同。模具成型表面光滑，型腔形状简单，采用不溢式 压缩模等有利于改善流动性；采用压锭及预热和提高成型压力，在低于塑料硬 化温度的条件下提高成型温度等都能提高塑料的 流动性。(3)比容和压缩率概念：*O是指单位重量的松散塑料所占的体积，单位 为 cm31g；压缩率一是指塑料原料的体积与塑料制品的体积之 比，其值恒大于1。:.比容和压缩率都表示粉状或短纤维状塑料的松散性，它们可用来确定横具加料室的大小。*比容和压缩率较大时，塑料内充气增多，排气困难，成型周期变长，生产率降低；比容和压缩率较小时，压锭和压缩、压注容易，而且 压锭董量也较准确。但是，比容太小，则影口向塑料的 松散性，以容积法装料时造成塑件重量不难确。41(4)硬化速度。概 念:硬化速度通常以塑料试样硬化每1mm厚度所需的 秒数(s/mm)来表示，此值您小，硬也速度越快。硬化速度与塑料品种、塑件形状、壁厚、成型温度及是否预热、预压等有密切关系。：采用压锭、预热、提高成型温度和增长加压时间等措施，都能显著加快硬化速度。硬化速度应适合成型方法的要求。例如压注或注射成型时,应要求在塑化、填充时化学反应慢，硬化慢，以保持长时 间的流动状态，但当充满型腔后，在高温、高压下应快速 硬化。硬化速度慢的塑料，会使成型周期变长，生产率降低；硬 化速度快的塑料，则不能成型复杂的塑件。42（5）水分及挥发物含量.：.塑料中的水分及挥发物，来自塑料自身或压缩（压注）过程中化学反应的副产物。塑料中水分及挥发物对塑件的影响：D水分及挥发物含量大时，塑件易产生气泡、内应力 和塑性变形，使机械强度降低。2）水分及挥发物含量过多时，会促使流动性过大，容 易逸料，成型周期增长，收缩率增大，使塑件容易发生 翘曲、波纹及光泽不好等现象。3）塑料中水分及挥发物的含量不足，也会导致流动性 不良，成型困难。4）水分及挥发物在成型时变成的气体，必须排由模外。43一思考题1、塑料常用的添加剂有那些。稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂和固化剂的作用是什么。2、塑料的分类，六大通用塑料有那些。3、什么是收缩性，影响塑料制品成型收缩率的主要因 素有哪些方面。4、什么是流动性，影响流动性的主要因素有哪些方面。5、热塑性和热固性熔体流动性的好坏通常用什么实验 方法来测定。6、什么是吸湿性、，塑料原料中水分过高，在成型中和 成型后会对制品产生什么影响。7、什么是热敏性。热敏性塑料成型时要注意哪些方面 的问题。8、比容和压缩比的概念)第2章 常用塑料材料2.2常用塑料简介 乙 烯共聚物(ABS)(6)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(7)聚碳酸酯(PC)(8)M(PSF)(或PSU)(9)聚酰胺(PA)(10)聚甲醛(POM)(11)聚苯醛(PPO)(12)氯化聚醒(CPT)(13)氟塑料(14)聚对苯二甲酸乙二醇11(PET)(聚酯)(15)聚氨酯塑料(简称PU)f2.2.3常用热固性塑料酚醛塑料(PF)：氨基塑料(3)环氧树脂(EP)聚氨酯塑料(5)不饱和聚脂树脂(6)有机硅树脂49U 今L2.2.3复合材料本节学习的内参:一概，述1.复合材料的概念2.复合材料的发展3、复合材料的增强机理二、复合材料的原料和性能三、复合材料的成型工艺一，概述1.复合材料的概念 1)复合材料的定义：由两种或两种以上组份材料复合而 I 成的一种多相材料，各相之间存在着明显的界面这种材 料的性能不同于原来的组份材料，它可以根据使用条件 的不同要求进行性能设计以满足多种特殊用途。(2)复合材料的组成：基体材料 增强剂/复合材料中的连续相称为基佳，分散相称为增强剂。基体材料：粘土、陶瓷、金属、塑料、橡胶等。|:增强剂：棉、麻、竹、木、金属、玻璃、碳、硼、氧化)铝、碳化硅和有机高分子纤维或薄片。(52一2.纤维增强塑料玻璃稠玻璃钢是用玻璃纤维及其织 物增强热固性树脂，因为它 的增强纤维是玻璃，而强度 又可同钢相比，1958年在 国内推广应用后，受到普遍 重视。当时的建材工业部部 长赖际发提议将它命名为“玻璃钢”。53A*U今3.复合材料的特点 ,夕 点好好 七寸匕匕匕匕 3 V ASN ARn重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性 传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性 以及容易着色，能透过电磁波等特性。：玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种;：玻璃钢产品可一次性的制作成型；玻璃钢材料，还是一种节能型材料。54 A 4.复合材料的发展。人们使用复合材料已有悠久的历史。古代，人们用茅草增强泥土来建筑房屋。现代复合材料一般是指由颗粒、短纤维或连续纤维增强的 材料；川高强玻璃纤维增强塑料这类复合材料是从本世纪 40年代成功地将玻璃制成纤维才开始研究和应用的。最早是玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂制成电机的雷达罩、汽车壳，而后在美国用玻纤增强环氧树脂制造飞机上的构 件。50%代末，美国战略导弹的主要构件也采用玻纤增强环氧 树脂制造。60年代末，性能更好的纤维，如：碳纤维、碳化硅纤维、硼纤维和利克芙拉（聚酰芳胺纤维）相继研究成功，。现在玻纤增强塑料仍广泛用于国民经济各个领域，成为制 造船只、汽车、建筑杓件、各种容器、电子器材、体育器 材，甚至家具的重要材料。（555.复合材料的增强机理：在纤维增强塑料中，承受载荷的是高强度的纤维，基体 的作用是保护纤维不与外界直接接触，固定纤维的位置,并将载荷传递和分散给纤维。由于纤维的强度远远高于塑料基体的强度，因此，纤维 增强犁料的强度主要取决于纤维的强度、纤维的方向和 纤维含量。单向纤维增强塑料的最大强度方向是纤维方向，称为组 向强度。平直纤维方向上强度最低，称为横向强度。长纤维增强塑料的横向强度与纤维和基体界面粘接性能 有关，通常横向强度只相当于纯基体的强度。所以只有 在非常特殊的情况应用单向纤维增强，通常都要成一 定角度交叉铺设纤维，使之纵横补偿。56二，复合材料的原料和性能玻璃纤维碳纤维*碳化硅纤维有机纤维常用材料纤维增强塑料性能;、性能 材料J、密度 g/cm5拉伸强度 MPa拉伸模量GPa比强度 X107cm比模量X109cm钢7.81.OX 10s2.1X1020.130.27铝合金2.70.5X1030.75X1020.190.28钛合金4.51.0X1031.14X1020.230.25环氧树脂1.25601.50.0480.012尼龙61.13651.00.0590.009玻璃钢2.01.1X1050.4X1020.550.20高强碳纤/环氧1.451.5X1031.4X1021.060.99高模碳纤/环氧1.61.1X1032.4X1020.691.53芳纶/环氧1.41.4X1050.8X1021.020.57SiC纤维/环氧2.4LI X 1031.5X1020.460.63SiC纤维/铝2.：51.0X1032.0X1020.：50.72 A U*三、复合材料的成型工艺复合材料的成型方法：常用成型工艺：手糊成型工艺、喷射成型工艺、模压成型工艺、纤维缠绕成型工艺:其他成型工艺：卷管成型工艺、袋压成型工艺、树 脂浇铸及注射成型工艺、RTM成型工艺、拉挤成型工 艺、板材及管道连续成型工艺、增强反应注射模塑成 型工艺、弹性体贮脂模塑成型工艺，以及胶接和连接 技术、夹层结构制作技术等。59 A.U L1.裱糊成型（手糊成型、涂敷法、接触成型法）:手糊制作方法的设备投资低，产品形状的限 制因素少，适合小批量生产。它的生产条件 是需要制作产品的模具，并掌握手糊工艺的 技术要领。目前有40%的纤维增强塑料产品是用裱糊成 型的。A U 1裱糊成型工艺原理裱糊成型需要有与制品形状一样的模胎(刚模或阴模)。将剪好的纤维织物按预先设计的顺序一层一层铺放在 模具上，同时逐层涂刷树脂胶液，铺覆织物要排除空 气泡并刮平。铺覆完所有的层以后，即可进行硬化处 理，或施加适当的压力进行固化。:裱糊成型可采用阳模、阴模、和对模法。接触法成型模具结枸示意图阳悔，(b)阴糊对愎1工函定位曲i3一型腔61 。今2,啧射成型。喷射成型机由二部分组成：连续纤维切断机构，配好的 树脂胶液与短切纤维混匀装置和将短切纤维与胶液的混 合体用高压气流喷射头。通常将混合均匀的纤维胶液直接喷射在模具上，达到一 1 定厚度后即可固化定形。为了使制品致密，有时在模具 上装有抽气装置，在喷射产品时形成负压。喷射成型的 关键是调好合适粘度的胶液，否则，不容易保证产品质 量的均匀。:特点：效率高、成本低的，有逐步取代传统的手糊工艺 的趋势。其产品的整体性强，没有搭接缝，且制品的几 何尺寸基本上没有受到限制，成型工艺不复杂，材料配 方能保持一定的准确性。3,层合成型r层压成型）。层合成型是将纤维单向排布成一定宽度的无纬纱，然后予浸上树脂胶，烘干，制成无纬布或采用纤维 织物，浸上树脂胶，烘干成为予浸布。:将予浸布或无纬纱按产品性能要求剪裁并铺放，再 在压力釜内或真空袋内加压加热成型。予浸布受热 初期熔化，以其很强的粘性使层间互相粘合在一起,进一步加热，则固化。A U 14.纤维缠绕工艺疆患鼾艺熊鞫瓣馥畔续纤彝按一定的规律缠,即成制品。纤维缠绕需要一个与产品内膛形状相同的芯模。芯模材料 般为石膏.铝钢铁等一待树脂则化足瞿后必缎抵产品与芯模 分离。石膏芯模可以打碎，但不能损坏纤维缠绕制品。纤维缠绕机一般由三部分组成：纱架、排纱头、芯模旋转机床。排纱头可以按要求往返移动。根据芯模安装的方式和排纱头的 运动形式不同，可以将纤维缠绕机分为卧式、轨道式、摇臂式 和翻滚式等几类。(a)(b)(c)缠绕法的三种方式(a)螺旋绕制；(b)周向绕制；(c)两极绕制I羽毛球拍生产流程制造一只质量过硬的球拍要经过200 多道制造工艺和50多道检验工序。球拍的原料就是碳纱，依产地和密度 不同分化成不同级别。采用多层碳砂,针对球拍的受力点，进行多角度碳砂 的加固，甚至局部多层补强，而后由 手工或用机器自动卷制。圆管型预浸材料的制作像是编小辫一 样的编织方式，连续立体的将碳素纤 维制成圆管型预浸材料。编织到加工 的过程中绝不允许截断任何一束纤维,纤维丝连续才没有接缝。羽毛球拍细节（毛坯阶段）f5,模压成型：模压成型可细分为模压成型工艺和模塑成型工艺。模压成型工艺采用浸胶布作为模压料,采用阴阳两半模，将模压料放入其中，加热加压而成产品，称为模压成型。模塑成型工艺采用片状、团状、散状的模压料，首先将 一定量的模压料置于金属对模中，而后在一定温度和压 力下成型制得所需的玻璃钢制品。A U 1模压成型工艺(圆筒体)单阴膜法1 一角钢支架，2钢阴模（410mm厚）3一帆布衬;4施力方向；5活络铁条f6制件7一角钢（固定在阴模上）对模成型1 一压机柱塞工2气孔J3阴模，4一加热器工5夹具j6片材I7-阳模8制件1 一压机柱塞;2模具；3一片材37I6、注射成型将经过表面处理的短纤维与热塑性塑料造 粒，然后在注射机中加热融熔，用高压注 射到模具中冷却定型。:注射成型增强塑料的纤维，主要是玻璃纤 维和碳纤维。树脂有PA、PP、PC等。:注意：主要适用短纤维填料。U F