..復(fù)合材料實訓(xùn)報告復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。作為復(fù)合材料中的一枝的玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂〔GFEP具有力學(xué)強度高、成形收縮小、尺寸穩(wěn)定性好和良好的耐化學(xué)腐蝕性能和電氣絕緣性能等特點,作為典型的纖維增強塑料〔FRP廣泛應(yīng)用于制造工業(yè)零部件和印刷電路板等產(chǎn)業(yè)。截止20XX1月底全國共有61家玻璃鋼生產(chǎn)企業(yè)〔其中包括XX省江南玻璃鋼有限公司,XX市君豪玻璃鋼有限責(zé)任公司>。2.為什么采用環(huán)氧樹脂做基體？環(huán)氧樹脂固化收縮率代低,僅1%-3%,而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%；粘結(jié)力強；有B階段,有利于生產(chǎn)工藝；可低壓固化,揮發(fā)份甚低；固化后力學(xué)性能、耐化學(xué)性佳,電絕緣性能良好。纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料成型工藝簡介目前在生產(chǎn)上經(jīng)常采用的成型方法有16種：1、手糊成型——濕法鋪層成型2、夾層結(jié)構(gòu)成型〔手糊法、機械法3、模壓成型4、層壓成型5、纏繞成型6、拉擠成型7、注射成型8、噴射成型9、真空袋壓力成型10、壓力袋成型11、樹脂注射和樹脂傳遞RTM模塑成型12、卷制成型13、真空輔助注射成型14、離心澆鑄成型15、片狀smc〔團狀bmc模塑成型16、連續(xù)板材成型目前我國還是以手糊成型為主,在樹脂基復(fù)合材料中約占80%。〔一、手糊成型<handlayup>概要1．定義：玻璃鋼成型加工成型工藝,以手工方式或簡單工具輔助鋪放增強材料浸漬樹脂成型玻璃鋼制品的一種工藝方法。2．玻璃鋼成型工藝：手糊為最基礎(chǔ)的成型工藝,此外據(jù)我了解有RTM、模壓、層壓、SMC、BMC、拉擠、噴射等。⑴手糊成型工藝特點：①低壓接觸成型。人工成本低,手糊在我國所占的市場份額較發(fā)達國家高。<2>主要原材料：①樹脂：a．不飽和聚酯樹脂〔UP196#〔通用牌號191#195#〔透明制品33#34#〔膠衣樹脂,耐熱b．環(huán)氧樹脂E42E44616618c．乙烯基樹脂d．酚醛樹脂由于對生產(chǎn)者身體傷害較大,一般不用于手糊。②增強材料：玻璃纖維主要選用無堿及中堿玻纖,高模及高強玻纖也有選用。水泥基復(fù)合材料一般用高堿玻纖。織物形態(tài)：玻璃布、表面氈、針織氈、復(fù)合氈。③助劑：用量少,但有重要作用。a．固化劑：過氧化物,如過氧化甲乙酮、過氧化二苯甲酰。b．促進劑：促進反應(yīng),如萘酸鈷〔環(huán)烷酸鈷、環(huán)己酮。例如不飽和聚酯與苯乙烯單體加入過氧化甲乙酮促使反應(yīng)發(fā)生,使反應(yīng)物由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。④添加劑：a．填料：降低成本,降低樹脂固化收縮,改善樹脂性能。b．觸變劑：利用分子間粘合力。c．增稠劑：增加樹脂粘度,利于固化。d．增韌劑：增加樹脂韌性,降低脆性。e．抗紫外線添加劑f．低收縮添加劑：降低樹脂收縮率。<3>手糊成型玻璃鋼過程：總體過程：原材料準備、模具加工制作、產(chǎn)品成型、后處理。③工藝條件：a．鋪層b．根據(jù)樹脂固化配方,控制凝膠時間。最佳凝膠時間：成型操作后30min左右。控制方法：調(diào)整固化劑、促進劑用量。c．對環(huán)境要求：溫度≥15℃,濕度≤75%d．后處理〔后固化處理為主：80±5℃,處理8小時。II、參觀手糊成型車間：1．手糊車間：⑴模具制作：①打磨：在模具基本成型后,要對其表面進行打磨處理〔陰模打磨內(nèi)表面,則相應(yīng)產(chǎn)品外表面光潔度高；陽模打磨外表面,則產(chǎn)品內(nèi)表面光潔度高。一般采用人工打磨,用砂紙對表面進行處理。砂紙選用順序由粗到細,以逐步提高表面光潔度,如可用200—400—600—800目的順序,2000目以上即可進行拋光處理。②表面氈：薄,約30～50g/m^2.③膩子：填料加固化劑組成。⑵手糊產(chǎn)品生產(chǎn)：在模具表面涂脫模劑后涂刷樹脂鋪放玻璃布,再涂刷樹脂浸漬玻璃布,如此反復(fù),直至需要厚度。固化后脫模,對產(chǎn)品進行機加工至所需要求。學(xué)習(xí)及參觀感受：深入了解了手糊的工藝過程。手糊成型生產(chǎn)效率低,勞動強度大,成型周期長,且樹脂中有害成分揮發(fā)使操作間內(nèi)氣味較大,對工人身體造成傷害。但由于我國勞動力成本低,因此手糊成型在我國復(fù)合材料制造中占有很大比重。隨著技術(shù)發(fā)展,相信我國的復(fù)合材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)會加大科技含量,改善目前狀況。依次在模具表面上施加脫模劑、膠衣一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂<須待膠衣凝結(jié)后>一層纖維增強材料,纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布<方格布>等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料,并驅(qū)除氣泡,壓實基層。鋪層操作反復(fù)多次,直到達到制品的設(shè)計厚度。樹脂因聚合反應(yīng),常溫固化。可加熱加速固化。2、手糊成型工藝的優(yōu)點：1>、不受尺寸、形狀的限制；2>、設(shè)備簡單、投資少；3>、工藝簡單；4>、可在任意部位增補增強材料,易滿足產(chǎn)品設(shè)計要求；5>、產(chǎn)品樹脂含量高,耐腐蝕性能好。3、手糊成型工藝的缺點1、生產(chǎn)效率低,勞動強度大,衛(wèi)生條件差；2、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差；有些樹脂有害健康3、產(chǎn)品力學(xué)性能較低。4、手糊制品為什么要在表面覆蓋聚酯薄膜？自由基與苯乙烯的反應(yīng)速度比自由基與O2的反應(yīng)速度慢104倍,一般聚酯樹脂制品固化時,表面應(yīng)覆蓋聚酯薄膜。若不用薄膜覆蓋,也應(yīng)使成型表面形成與空氣隔離的物質(zhì)如蠟類,否則自由基與周圍空氣中的O2、H2O反應(yīng),耗去大部分自由基,造成表面固化不完全而發(fā)粘5、手糊成型易發(fā)生的缺陷及防止措施1、制品表面發(fā)粘原因1：空氣濕度太大,水對樹脂起阻聚作用解決辦法：〔1在樹脂中加入0.02％左右的液體石蠟；〔2在樹脂中摻加5％的異腈酸酯；〔3制品表面覆蓋薄膜隔絕空氣；原因2：引發(fā)劑、促進劑的比例弄錯或失效,更換引發(fā)劑、促進劑。2、制品內(nèi)氣泡太多原因1：用量過多樹脂解決辦法：1、控制膠含量2、注意拌合方式原因2：樹脂粘度過大解決辦法：1、適當(dāng)增加稀釋劑2、提高環(huán)境溫度原因3：增強材料選擇不當(dāng)解決辦法：選用浸透性好的無捻玻璃布3、流膠樹脂粘度太小,可加入2～3％的活性氧化硅。配料不均勻,充分攪拌。固化劑用量不足,適當(dāng)調(diào)整固化劑用量。二、復(fù)合材料的模壓成型：1．特點：操作方便,容易成型,通過改變原料配比改變產(chǎn)品性能。成型性好,成型后不需后序加工。2．SMC片材成型原材料：⑴樹脂：不飽和聚酯,苯乙烯稀釋。若用于食品制品〔如水箱,苯乙烯含量要低,粘度要低〔易于浸漬樹脂,增稠快〔不易粘手,易于進行下一道工序,活性高〔快速固化,耐高溫〔成型溫度高,耐水性好〔易于增稠,儲存穩(wěn)定性好。⑵引發(fā)劑：模壓成型過程中使樹脂、苯乙烯聚合成型。要求：儲存性好；根據(jù)溫度不同選擇引發(fā)劑,如手糊選用低溫引發(fā)劑,模壓選擇高溫引發(fā)劑；模具中流動性好；反應(yīng)性高〔模壓過程中迅速與樹脂反應(yīng)。⑶填料：一般為粉末狀,如CaCO3、Al<OH>3、高嶺土、玻璃珠等,可降低產(chǎn)品成本。若用于阻燃,可選Al<OH>3〔高溫時生成水；填料若吸油值高,對樹脂需求量大,且較稠,不易浸漬樹脂；提高耐磨性、導(dǎo)電性可加入較硬填料〔硅粉或金屬粉末、導(dǎo)電劑〔如鋁粉；若減輕重量,可加空心微珠；若要提高流動性,可加高齡土。⑷低收縮添加劑：防止制品收縮變形大、翹曲〔樹脂一般為熱固性,變形大,加入低收縮添加劑—熱塑性樹脂,可使樹脂變形小,且使制品易著色,改善制品外觀。⑸化學(xué)增稠劑：浸漬過程增稠慢,一般不起作用,當(dāng)加熱至35～40℃時,需很快增稠至模壓需要粘度,一般選用Ca、Mg的氧化物、氫氧化物。⑹內(nèi)脫模劑：防止粘模,避免每次模壓時涂外脫模劑。需低于模壓溫度熔化析至產(chǎn)品表面,一般選熔點120～130℃〔模壓溫度140～150℃的硬脂酸鹽類〔如硬脂酸鋅；若產(chǎn)品較厚,可選熔點70～80℃〔硬脂酸。⑺著色劑：色漿,飽和聚酯樹脂〔防止凝固。顏料需耐高溫,無毒性,耐曬,著色力強。若不加,則制品顯示填料顏色。若產(chǎn)品顏色不均,加入潤飾劑〔防花劑；部分顏料導(dǎo)電〔如炭黑,在制作絕緣產(chǎn)品時避免使用。⑻增強材料：主要為纖維,對樹脂糊浸漬性好,切割性好。⑼阻聚劑：在使用黑色色漿時,需加入〔黑色吸熱,溫度高,易自聚,氫醌類。⑽降粘劑：潤滑分散劑。根據(jù)對產(chǎn)品要求的不同,表面經(jīng)過不同處理〔噴漆前需打磨,否則表面光滑易掉漆。⑵模壓過程：①加料：加在薄膜中間,給片材流動的空間,一般加料量=體積×1.8〔片材大致比重,在1.6～2.0之間適當(dāng)增減。②成型時模具溫度要求：取決于固化體系的情況〔引發(fā)劑作用時溫度高低、產(chǎn)品薄厚。③成型壓力：簡單制品壓力可適當(dāng)減小,易充模,制品可達到要求；復(fù)雜制品需較大壓力充模。④保溫時間〔固化時間：按固化體系、制品薄厚確定。一般薄制品30～40s/mm。⑤后處理：磨邊、打孔等,對不影響制品的缺陷〔針眼、氣孔進行修補。對氣孔的處理：注射器注入樹脂,固化后用細砂紙〔800～1200目打磨。室溫固化學(xué)習(xí)參觀感受；各種不同的成型工藝需要有不同的原料配制。模壓成型溫度高,成型周期短,但車間的溶劑揮發(fā)對工人身體造成傷害,可從改善通風(fēng)設(shè)備及研究無毒溶劑入手進行解決。拉擠車間通風(fēng)較差,不過味道相對較小,生產(chǎn)出的格柵〔工字鋼+玻璃鋼棒強度比預(yù)想的要強得多,可見復(fù)合材料強度不可小看。但切割及鉆孔時粉塵很大,應(yīng)研究濕法切割。總體來講,設(shè)備自動化程度不算高,有改進空間。一周的復(fù)合材料實訓(xùn)很快就過去了。實習(xí)時間雖然短暫,學(xué)到的專業(yè)知識和技能也是滄海一粟,但認真總結(jié)反思,收獲也不少,主要內(nèi)容見實習(xí)過程。在這周中我們先做了環(huán)氧樹脂加強玻璃纖維的復(fù)合材料板,隨后自己制作模型,本來是做個漏斗,但是因為錐形不好鋪制玻璃纖維,同時還得在錐形頂端開口而宣告失敗。我們將這個作品改為了一個草帽,實驗結(jié)果還不錯。心得體會通過這周的實訓(xùn),我學(xué)習(xí)到了很多從前沒有接觸過的知識,使我眼界打開,感受頗深。基本的動手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。在實訓(xùn)中,我們認識了很多設(shè)備,了解了它們的性能,使用方法及作用。它們?yōu)槲覀兊纳顜砹撕芏嗟谋憬荨Ｍㄟ^實訓(xùn),同學(xué)們的友誼也增進了不少,很多不太會做的實驗在同學(xué)們的幫助下完成了。我們通過相互學(xué)習(xí),相互溝通,一起研究,讓很多的實驗都做得相當(dāng)?shù)某晒?心中的成就感與自豪感油然而生。班級的那種團結(jié)氛圍填滿了整個實訓(xùn)間。短短的兩個星期的復(fù)合材料實訓(xùn)結(jié)束了,看著自己手中的作品,這是用無數(shù)的汗水和智慧換來的。回想起這周美好的時光,心中有一種