聚合物基复合材料聚合物基复合材料成型用半成品的加工ppt课件.ppt

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1、1,第五章 聚合物基复合材料成型用半成品的制备,2,复合材料的界面效应有哪些？复合材料界面的形成有几个阶段？提高界面结合强度的途径有哪些？简述水对复合材料的破坏机理。什么是偶联剂？简述用于玻纤的偶联剂类型及作用机理。,3,复合材料制备的影响因素：,原材料工具及模具：模具要考虑膨胀系数、使用温度等因素，热；温度压力。 各种材料都有其独特的物性、机械和加工特性，因此每种材料都必须使用合适的制造技术，把材料转变成最终的形状。,4,复合材料的制备工艺：,一步法： 由纤维、树脂等原材料直接混合浸渍，一步固化成型形成复合材料； 工艺、设备简单； 挥发物不易除去，影响制品性能； 树脂分布不均； 效率低，环境

2、恶劣。二步法：预先对纤维、树脂进行混合浸渍加工，使之形成半成品，再由半成品成型出复合材料制品。 将浸渍过程提前，树脂均匀分布； 将挥发物去除，减少空隙率； 改善作业环境。 热塑性塑料：粒料； 热固性塑料：模塑料 连续纤维增强复合材料：预浸料,5,树脂基复合材料成型工艺流程：,预浸料等半成品的制备增强材料预成型复合材料的固化成型 不同工艺方法这三个方面可能同时或分别进行,6,本章教学目的：了解热塑性塑料粒料的制备方法,颗粒填充：混合混炼(粒料造粒法)纤维增强：,长纤维,管道反应法,聚合物出料口包覆法,电缆包覆法,短纤维,短切原丝单螺杆挤出法,双螺杆排气式挤出法,单螺杆排气式挤出机回挤造粒法,7,

3、了解热固性塑料模塑料的制造方法,模塑粉的制作方法,干法,湿法,辊压法,挤压法,乳液辊压法,乳液法,短纤维增强热固性模塑料,挤出法,预浸法,预混法,8,片状模塑料SMC的制造,玻璃纤维纱,玻璃纤维毡,辊式,带式,掌握连续纤维预浸料的制造方法,连续纤维预浸料,溶液浸渍法,热熔胶浸渍和胶膜碾压法,粉末工艺法,9,了解增强热塑性塑料片材的制造 本章重点难点：连续纤维预浸料的制造方法,10,5.1 热塑性塑料粒料的制造方法,5.1.1 颗粒填充热塑性塑料粒料的制造方法 粉料造粒法：,原料准备,初混合,塑炼,造粒,粒料,1.原料的准备 过滤、吸磁、干燥、研磨（三辊研磨机、球磨机等）、预热、称量,11,三辊

4、研磨机,行星式球磨机,12,在聚合物熔点以下的温度和较为缓和的剪切应力下进行的一种初步混合。设备：捏合机、高速混合机 捏合机：由一个鞍形底混合室和一对Z形搅拌器组成。 高速混合机：由一个圆形混合室和一个设在混合室底部的快速旋转的叶轮组成，并设有加热和冷却装置。叶轮转速：80860 r/min加料顺序：树脂、部分增塑剂、混合物（由稳定剂、润滑剂、着色剂和另一部分增塑剂调制）、固体填料混合终点：经验判断、时间,2.初混合,13,Z型捏合机,采用“Z”型双桨搅拌,能使物料迅速反应,均匀混合。分普通型、压力型、真空型三大类，有电和蒸汽两种加热方式和水冷却可供选择。,14,转子的形式,15,高速混合机,

5、高速混合机依靠混合器的叶轮旋转将物料翻动和旋转，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。,16,叶轮的形式,17,3.塑炼,在高于树脂熔点的温度和较大的剪切应力下，物料达到适当的柔软度和可塑性，使各组分分散的更均匀，同时还可以除去其中的挥发物，以有利于输送和成型，保证制品的质量。 塑炼温度、时间和剪切力 设备：双辊筒炼胶机（开放式炼塑机）、密炼机、单螺杆挤出机等 塑料试样的均匀性、分散程度、表面观察、撕裂强度来决定塑炼的终点。,18,辊筒的转速速比辊筒间的间距转速：前辊后辊,19,4. 造粒,炼塑机上的料片输送到切粒机上分次进行纵切和横切即可得到粒料。 挤出机塑炼，

6、在机头装一旋转刀片切粒，或先将物料挤出成条状物，在经切粒机造粒。,20,热塑性塑料粒料制备中所用的设备：,原料准备：,初混合：,塑炼：,研磨的设备：三辊研磨机、球磨机,捏合机、高速混合机,开炼机、密炼机和单螺杆挤出机,21,5.1.2 纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法,制造增强粒料的要求：玻璃纤维能均匀地分散于树脂中；玻璃纤维与树脂应尽可能包覆或黏结牢固；制造过程中应尽可能减少对玻璃纤维的机械损伤，尽可能减少对树脂分子的降解。,22,1.长纤维增强热塑性塑料的制造方法,电缆包覆式生产工艺：,a）玻璃纤维组成一大束包于粒子中，常包覆不紧、切粒时易拉毛、飞扬、注射成型时不利于玻璃纤维在树脂中分散；

7、b）虽然玻璃纤维分散了，但过于靠近粒子边缘，树脂包覆力不够，因而在切粒时也容易拉毛、飞扬；c）分散的好，且由于外围树脂较厚，粒子包覆结实，粒料断面平整，玻璃纤维不易被拉毛及飞扬。,23,长纤维粒料由于树脂包覆差，纤维分布不均匀，粒料硬度不高，仅适合于螺杆式注射机成型。在成型时依靠螺杆的混合作用，使纤维均匀地分散于树脂中。 注意：长纤维增强粒料并没有真正体现出增强塑料的性能！,玻纤粗纱通过十字形挤出机头，被熔融树脂包覆，经冷却、牵引、切粒(10-25mm)而成。,24,长纤维增强粒料制造方法：,25,2. 短纤维增强热塑性塑料粒料的制造方法,为解决高熔融黏度树脂（如聚烯烃类、聚苯乙烯类、聚氯醚类

8、等）的长纤维型粒料因纤维在树脂中分散不好易引起制品性能和外观不理想而产生，所以也称为分散型增强粒料。,短切纤维：2550mm玻璃纤维长度：0.250.5mm最理想的制造方法：采用双螺杆排气式挤出机混合法,26,采用双螺杆挤出机对热塑性塑料进行增强比单螺杆挤出机能更为有效地挤出并复合疏松的物料。 单螺杆挤出机机头压力 双螺杆挤出机螺杆作用 目前国内工业上普遍采用的仍然是45单螺杆排气式挤出机，将长纤维增强粒料回挤的工艺路线。,27,排气式螺杆的几何参数：,排气式螺杆：两根不同长度的单螺杆同轴串联而成。,没有塑化，预热、受压挤实,螺槽体积由大变小温度-塑化温度,塑化温度；准确、定量,螺槽变深压力降

9、低排气,28,短纤维增强粒料制造法：,29,热塑性塑料粒料的制备方法:,颗粒填充：混合混炼(粒料造粒法)纤维增强,长纤维,管道反应法,聚合物出料口包覆法,电缆包覆法,短纤维,短切原丝单螺杆挤出法,双螺杆排气式挤出法,单螺杆排气式挤出机回挤造粒法,原料准备-初混合-塑炼-造粒-粒料,玻纤粗纱-机头-包覆-冷却-牵引-切粒,高熔融黏度树脂柱塞式挤出机螺杆式挤出机,螺杆式挤出机,30,5.2 热固性模塑料的制造,5.2.1 模塑粉的制造方法 微粒添加剂和合成树脂（含或不含固化剂）复合而成的粉状热固性塑料称为模塑粉。分为两类： 压塑粉：模压成型 注塑粉：注射成型 所用树脂：酚醛树脂（电木粉）、脲醛树脂

10、、三聚氰胺树脂、环氧树脂等 模塑粉的制造过程目的： 使各组分混合均匀， 使树脂充分浸渍各组分， 物料具有适宜的流动性及挥发物含量等； 通常的制造方法有干法和湿法两类。,31,1.干法固体树脂,辊压法 粉尘大，但能耗低和成本低。,1）原料准备 树脂-粉碎和过筛： 至少有30%以上通过60目（0.250mm）筛 易吸潮组分-干燥处理，如木粉、石灰、六次甲基四胺等,干法又可分为辊压法和挤压法。我国多采用辊压法。,32,混合设备： 球磨机、Z型捏合机；加料顺序： 先将填料以外的其他组分混合后，再加入填料； 这是由于模塑粉中填料用量较大，特别是使用木粉时，其比体积很大。 各组分一同加入会影响混合效率及均

11、匀性。,2）干混合,33,辊压加工的原因：混合好后的物料有一定的均匀性，但是由于各组分的相对密度不同，受振动时均匀度易被破坏。物料中的树脂未能充分浸渍填料等添加剂，流动性高。 制品性能决定因素： 温度和时间,3）热辊压（关键工序）,34,热辊压机：,辊压机：两个空心钢辊筒构成 其间可通蒸汽加热，或冷水冷却，也有用电加热的，直径：400600mm，长度：10001200mm。工作时，两辊筒： 不同转速，如18r/min和1324r/min相对旋转，转速比为1.3左右； 不同温度：低温辊筒温度树脂滴落温度 高温辊筒温度低温辊筒温度 3050 如线型酚醛树脂模塑料分别为：70110和90130； 间

12、隙可调：37mm,35,36,辊压时：物料在辊筒上受热熔融。通过辊筒间隙时受到挤压、剪切、捏合等作用，使各组分混合和浸渍的更好。逆式辊压法： 低温快速辊筒：物料黏附其上，工作辊筒 高温慢速辊筒：空转辊筒顺式辊压法： 正好相反，物料不包辊，随辊随落 线型酚醛树脂模塑粉： 甲阶酚醛树脂模塑粉：,逆式辊压法,顺式辊压法,37,辊压目的：,树脂更好的浸渍填料等添加剂； 各组分充分混合均匀； 进行一定的缩聚反应，缩短成型周期，提高生产效率； 除去部分挥发物，改善压制工艺及产品质量； 使模塑粉密实，减小比体积。,38,控制辊压质量的指标： 流动性，挥发物含量和外观质量,39,4）粉碎、并批和包装 辊压好的

13、料片从辊压机上卸下后，应迅速冷却，终止缩聚反应，然后即可粉碎，过筛。 并批混合：将几批生产的模塑粉在同一混合机中进行并批混合。,40,辊压法：,树脂细度控制，组分干燥,捏合机，球磨机，注意加料方式,热辊压机：逆势辊压法；顺式辊压法。温度和时间,立刻冷却,并批混合,41,2. 湿法,乳液法生产：液体树脂、树脂溶液或树脂乳液 以脲醛树脂(电玉粉)为例：,脲和甲醛的低相对分子质量缩合溶液,固化催化剂（草酸）,润滑剂（硬脂酸锌）、增白剂、着色剂,双桨叶Z形捏合机,捏合温度：5560,填料（纸浆）：-纤维素,干燥,搅拌混合,干燥温度：8590,物料（水分含量23%）,脱除水分和挥发物，缩聚,粉碎、过筛和

14、并批,42,乳液辊压法： 混合辊压冷却干燥并批成品 关键工序：辊压工序 代替了乳液法中的干燥工序缺点：生产效率低、劳动强度大，挥发物污染环境。,43,5.2.2 短纤维增强热固性模塑料的制造方法,短纤维模塑料：由短纤维与树脂及其他添加剂树脂：酚醛、氨基、不饱和聚酯、有机硅、环氧纤维：玻纤、碳纤维、芳纶纤维、棉纤、石棉纤维制造方法： 预混法； 预浸法； 挤出法,44,1.预混法制造短纤维模塑料,特点：纤维松散而不定向，流动性较好，可做形状复杂的小型模压制品；纤维强度损失较大，模塑料质量均匀性较差，比体积大。,先将玻璃纤维切割成3050mm的短切纤维，经蓬松后在捏合机中与树脂胶液充分捏合至树脂完全

15、浸润玻璃纤维，再经烘干（晾干）至适当粘度即可。,45,2.预浸法制造短纤维模塑料 将连续纤维束整束通过胶槽、浸渍，再经过刮胶辊后，在烘箱中烘干，切割成所需长度单向纤维模塑料的工艺方法。,特点：模塑料成束状，比较紧密； 纤维损失较少，质量均匀，比体积小； 流动性及料束之间的相容性稍差； 可按制品受力情况进行定向铺设压制产品。,手工预浸法和机械预浸法,46,浸毡法：,先将短切玻璃纤维均匀地铺洒在玻璃底布上，再用玻璃面布覆盖，然后使夹层浸胶、烘干，即成制品。,47,3.预混法和预浸法模塑料的质量控制 树脂含量、挥发物含量和不溶性树脂含量,48,1）模塑料制备过程中主要控制的几个因素 树脂溶液的黏度

16、低粘度（粘度过低） 用密度作为黏度的控制指标。 纤维的短切长度 过长：易引起纤维间的相互缠结，而产生结团料。 机械预混法：不超过2040 mm 手工预混法：不超过30 50mm。,49, 浸渍时间 在确保纤维均匀浸透的情况下，浸渍时间应尽可能缩短。 预混法中：捏合过程； 捏合之间过长：纤维强度损失较大； 溶剂过多的挥发 模塑料的烘干条件 烘干温度和烘干时间。 其他 协调树脂溶液的密度、刮胶辊的位置、烘箱温度、牵引速率及纤维张力等因素,50,2）模塑料的存放 模塑料存放条件 塑料袋封装，避免光、热、潮湿和防止其他外来杂质的污染。 模塑料的启用期 通常模塑料在制备后并不立即使用，一般在存放37d

17、后开始启用效果较好： 挥发物含量有所降低， 质量均匀性和稳定性有所提高， 对某些模塑料有一定的合理熟化作用； 存放期,51,4.挤出法制造短纤维模塑料 优点： 克服浸渍法使用大量有机溶剂的的缺点，改善劳动卫生条件，降低成本； 缺点： 玻璃纤维在螺杆挤出机中被磨损、剪断的情况比较严重，从而降低塑料的强度。,52,5.2.3 片状模塑料SMC （sheet molding compound）的制造方法,多组分的不饱和聚酯树脂糊充分浸渍短切玻璃纤维（或毡）并在上下面覆盖PE薄膜而获得的片状夹芯形式的模塑料。 树脂糊（70%）：不饱和聚酯树脂、交联剂、引发剂、化学增稠剂、低收缩添加剂、粉状填料、颜料、

18、脱模剂等。 增强材料（30%）：无捻玻璃粗纱，其短切长度2050mm。 上下覆盖的聚乙烯薄膜：是防止空气、灰尘、水气及杂质等对材料的污染和聚酯树脂交联剂苯乙烯的蒸发。,53,树脂糊：树脂系统：约占30%；填料：40%：CaCO3：色白、吸油值低，降低成本，并降低模塑料收缩率，改善制品表面质量。水合氧化铝：阻燃性填料，同时可改善制品的耐水性和电绝缘性。MgO或Ca(OH)2：树脂“增稠” ，它们以配位络合物的形式使树脂的相对分子量增大，并不促进其凝胶。 添加量：3%左右低收缩添加剂：热塑性树脂如PE、PS、PVC、PVAc。 添加量：5-10%,54,理想增稠曲线1浸渍阶段；2增稠阶段；3贮存阶

19、段,55,增稠机理,两个阶段,第一阶段,金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基COOH进行酸碱反应，生成碱式盐。,56,碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加,57,第二阶段,碱式盐与聚酯分子中的酯基(氧原子)以配位键形成络合物,镁盐的络合反应,58,Ca盐的络合反应,59,低收缩添加剂的收缩机理：,树脂受热时膨胀，热固性树脂与热塑性树脂的固化时间不同：热固性树脂首先聚合固化，其在热塑性树脂的热膨胀压力下不能收缩；待温度下降时，热塑性树脂固化收缩，而周围的热固性树脂已固化定型，使得热塑性树脂只能在局部收缩造成微孔，而不会使整体收缩变形。,60,将树脂糊输送到上层和下层聚乙烯薄膜上并通过刮刀均

20、匀刮平至一定厚度，,过切割器短切,沉降在下层薄膜的树脂糊上,上层薄膜覆盖，形成树脂糊-短切玻纤-树脂糊夹层材料,压力辊的揉捏作用,61,增强材料类型和浸渍、脱泡机构两部分 增强材料类型： 毡：几对辊筒，实现几层毡片的叠合； 纱：增设一套粗砂短切装置及沉降、去静电系统。 浸渍、脱泡机构：辊式和带式,制片机组种类很多，从其结构功能来看，有区别的部分：,62,玻璃毡,玻璃毡,底面PE膜,毡：几对辊筒，实现几层毡片的叠合；,63,带式制片机： 靠带槽辊筒对输送带来的片材进行辊压来实现浸渍和脱泡,树脂,增稠剂,玻纤粗纱,切割器,树脂糊,底部PE薄膜,顶部PE薄膜,盘式辊,刺穿辊,挤压辊,64,辊式制片机

21、： 靠卷绕张力对辊筒面产生的压力实现浸渍、脱泡；,PE底部薄膜,PE顶部薄膜,树脂糊,树脂糊,压辊,65,中空钢鼓轮,66,浸渍、脱泡、压实是在各种辊及片材自身延伸所产生的揉捏作用下来实现。各种类型的辊，如平光辊、槽辊、螺旋辊等。,67,短切纤维体积 体积过大，初期浸渍性变差。 体积过大的原因： 粗纱较硬、单丝直径细、切割长度大、静电效应强。 树脂糊黏度，纤维含量 粘度过大，含量过小， 容易产生树脂糊流出现象，从而造成片状模塑料 质量不均。 尽量防止空气裹入。,影响片状模塑料性能的因素：,68,片状模塑料的熟化期：,室温：12周； 加速稠化：40下在稠化室处理2436h或72h。 存储寿命：

22、存储状态和条件 非渗透性薄膜密封包装，防止苯乙烯挥发； 环境温度：温度越低，存储期越长，15以下，3个月； 与配方有关： 阻聚剂，引发剂类型。,69,5.3 复合材料成型用连续纤维预浸料的制造方法,将树脂体系浸涂到连续纤维或纤维织物上，通过一定的处理过程所形成的一种储存备用的半成品，重要的中间材料。5.3.1 预浸料的种类和对预浸料的基本要求 按纤维排布形式： 预浸带、 预浸布、 无纬布 按树脂类型分： 热固性树脂预浸料 热塑性树脂预浸料,按热固性树脂固化温度分为： 120固化预浸料 177固化预浸料 更高温度固化预浸料 按纤维种类分： 碳纤维预浸料 芳纶预浸料 玻璃纤维预浸料 棉布预浸料,7

23、0,对预浸料的要求：,预浸料中树脂的状态与化学性质应符合产品对象的特定要求（包括预聚程度、相对分子质量及其分布、凝胶时间和固化条件等）；存放过程中树脂的流出量、黏性、铺覆性应满足使用要求；在预浸料中，纤维的准直度为1m长度内，偏差不得超过0.25cm，边缘直线度在1m长度内，偏差不得大于0.1cm；树脂含量允差2%，挥发物含量低于2%,71,5.3.2 预浸料的制备方法,树脂浸渍纤维的方法不同1.溶液浸渍法 1） 设备：卧式或立式浸胶机,用于层压、卷制、布带缠绕成型的预浸胶布,溶液浸渍法 热熔浸渍法 胶膜碾压法 粉末工艺法,湿法,干法,高熔点，难溶,72,单向纤维预浸料，根据制备设备的不同，分

24、辊筒缠绕和阵列式连续排铺法。,纱团,浸胶槽,挤胶器,喂纱导器,环向缠绕,辊筒,沿辊筒母线切断,单向纤维预浸料,无纬布,无纬布长度受辊筒直径限制，生成速率较低,73,阵列式连续排铺法: 许多平行的纤维束同时连续浸涂树脂，经辊压等工序后，即成连续预浸料。,74,2.热熔浸渍法和胶膜碾压法,属于干法制造。不使用溶剂，无污染，节约溶剂，预浸料的挥发份含量低，复合材料孔隙小。,漏槽中的熔融树脂,转移到经整经、排列整齐的平行纤维纱上,夹芯经热辊,纤维不是经过浸胶槽,75,胶膜法（树脂成膜）：,夹芯状,加热辊挤压,可制备树脂含量很低的预浸料，树脂分布均匀。树脂含量和质量受胶膜厚度、压辊间隙和温度影响。树脂应

25、具有优良的成膜性，胶膜应有适度的柔性和黏性，较长的储存寿命。,76,3.粉末法制备预浸料,主要用于制备热塑性树脂和高熔点难溶解树脂的预浸料。,粉末静电法：在连续纤维表面沉积带电树脂粉末，用辐射加热的方法使聚合物粉末永久性的黏附在纤维表面上。,粉末悬浮法：水悬浮和气悬浮 水悬浮：在水中悬浮的树脂颗粒黏附到连续运动的纤维上； 气悬浮：细度为1020um的聚合物颗粒在流化床中悬浮，聚合物颗粒附着在连续的纤维上，随即套上护管，使粉末不再脱离纤维表面。,77,粉末悬浮法,78,5.3.3 预浸料的质量控制,质量控制有三个方面： 原材料验收、工艺过程控制和批次检验 原材料验收：规范验收纤维、树脂、固化剂、

26、溶剂、离形纸等各种原材料和辅助材料。 质量控制的关键是树脂体系 如树脂、固化剂的含水量，树脂的成膜性，树脂与纤维的结合状态等。,79,常采用荧光灯向上做透光监视： 观察预浸料中纤维束间的间隙 用穿透性的散射仪：对预浸料进行横向反复的扫描，并在荧光屏上显示厚度的相对变化值，从而反映纤维树脂比例的适时连续曲线。 离形纸：胶膜的载体 受拉伸后的不均匀伸长，产生挠取或过量延伸 受到溶剂作用后溶胀，致使厚度变化,工艺检查：纤维与树脂的比例是否合适。,80,离形纸：,即不干胶底纸，格拉辛纸、离形纸作用： 防止预浸料粘连 防止预浸料被污染， 为在其表面划线提供方便； 防止单向预浸料的横向开裂。,81,5.3

27、.4 预浸料的性能与测试,1.预浸料挥发分含量： 预浸料中挥发物的质量占预浸料总质量的百分含量。 挥发分的影响： 使树脂具有一定的流动性， 提高预浸料的粘性和铺覆性； 但含量过高，成型时除不净，则成了复合材料内部的空隙，导致孔隙率增加。,82,天平称量法测试： 随机切取100mm*100mm的方形预浸料试样三块，测量在恒温烘箱（如环氧预浸料，烘箱温度125）中烘烤30min后的失重。,2.预浸料的树脂含量 预浸料中除去纤维等增强材料或填料外的，树脂、固化剂、增韧剂等各种助剂的质量分数，也称含胶量。记为wm。,83,空气灼烧法，酸分解法，溶剂法和计算法,溶剂法： 将80mm*80mm的方形预浸料

28、试样，放在溶剂中抽提，溶剂的选择： ASTM3529-76, 规定使用丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺等三种溶剂，可适用现有的大多数树脂体系。,含挥发分的树脂含量,w1，w2 分别为抽提前后预浸料试样的质量,84,计算法： 制备预浸料前，测定纤维束单位长度的质量，并根据预浸料的有关参数和试样尺寸及质量，按5-4式计算：式中：wm预浸料树脂含量； S预浸料试样面积，cm2； Gb预浸料试样质量，g； Gf预浸料单位面积（cm2）的纤维质量，g；,（ 5-4 ）,Gs纤维束每米质量，g； h预浸料的缠绕纱间距，cm； n缠绕纱的束数。,85,4.预浸料树脂体系的凝胶时间,测定原理：将预浸料夹在盖玻片之间，

29、置于规定温度的电热板上，用探针给盖玻片施以压力，树脂从两玻璃之间流出，此时以探针拔动树脂，一直到树脂因凝胶不能拔丝的时间， 从放上去达到规定温度到抽不出丝的这段时间作为预浸料树脂在该温度下的凝胶时间。,86,5.预浸料的树脂流出量,从预浸料切取试样，并正交铺层，在规定的温度和压力下放置一段时间，以挤出树脂的质量分数作为树脂流出量。计算公式如下：,含挥发分的树脂含量,w1，w2 分别为挤出前后预浸料试样的质量。,87,6.预浸料的黏性,预浸料在存储过程中性能变坏，首先表现在黏性降低。因此预浸料的存储期通常指的是黏性存储期。 测试：将两块规定尺寸的预浸料片如150mm* 25mm （0向），依次贴

30、到实验板上，在一定的环境温度和湿度下，把试验片垂直放置30min，观察试片的黏贴状态。若试片与板之间、试片之间未分离，也未从板上掉下来，则认为黏性合格。 预浸料的黏性依赖于树脂的软化点高低及实验温度的影响。,7.预浸料的铺覆性,铺覆性：铺制复杂零件时，在制件的弯曲部分预浸料易贴合不产生回跳现象的特性。 织物蓬松、树脂的软化点低，预浸料的可变形性好,88,5.4 增强热塑性塑料片材的制造,5.4.1 概述 将增强材料与热塑性树脂预先制成半成品板材，reinforced thermoplastics sheet, RTPS。 90%是玻璃纤维增强PP及其他热塑性塑料，简称GMT，glass mat

31、 reinforced thermoplastic,1.RTPS的分类,其分类可按基材和增强材料来分，但应用最多的是PP还有HDPE、PBT、PET、PC、尼龙等。片材中的增强材料的形式很多，如随机连续原丝毡、针刺毡、短切原丝毡和单向纤维等。,89,1）连续纤维增强热塑性塑料的片材 连续纤维毡增强的热塑性塑料片材 一种无纺增强材料连续纤维呈无定向圈状分布，以纤维之间相互缠结或粘结剂粘接成毡。 单向连续纤维增强热塑性塑料片材 纤维取向相同，材料的性能呈各向异性。,90,2）中长纤维增强热塑性塑料片材 长度550mm的纤维，用中长纤维制造的片材约占片材总量的80%。 依据片材成型过程的结构形式不同

32、，可分为以下几种： 短切纤维针刺毡增强热塑性塑料片材 短切原丝增强的热塑性塑料片材,91,针刺毡：,针刺毡或分为短切纤维针刺毡和连续原丝针刺毡。短切纤维针刺毡是将玻纤粗纱短切成50mm，随机铺放在预先放置在传送带上的底材上，然后用带倒钩的针进行针刺，针将短切纤维刺进底材中，而钩针又将一些纤维向上带起形成三维结构。所用底材可以是玻璃纤维或其它纤维的稀织物，针刺毡有绒毛感。,针刺毡底布,92,2.RTPS的特点,1）单向纤维增强热塑性塑料片材 采用高性能工程塑料，优异的拉伸强度和冲击韧性，较好的耐化学腐蚀性，但成型工艺条件苛刻，成本高；2）玻纤毡增强热塑性塑料片材GMT 厚度14mm 与金属板材相

33、比：质轻，耐腐蚀、不生锈、隔热、隔音、绝缘性好；可一次加工成型复杂制品； 与SMC相比：存储期长；成型周期短，可回收利用；冲击韧性好； 与短纤维增强热塑性塑料粒料相比：GMT强度高、刚性好；抗蠕变性能好，使用寿命长，制品尺寸稳定性好。 玻纤长度：0.250.5mm 排气式单螺杆挤出机回挤法,93,5.4.2 RTPS的制造方法,连续玻璃纤维毡或针刺毡与热塑性塑料(薄膜)层合而成；随机分布的中长纤维与粉末热塑性树脂制成的片材。前者层合片材：适合冲压和流动模压成型；制品形状简单，可做各种结构件；随机分布片材：流动性好，适合做形状复杂的部件。,94,1.熔融浸渍工艺（干法工艺）,主要技术问题：热塑性

34、树脂对玻纤毡的渗透速率。,挤出机挤出的热塑性树脂薄膜,毡或针刺毡预热,热压浸渍,层合,95,2.悬浮沉积工艺（湿法，抄纸法）,悬浮介质：水或泡沫,玻纤是中等长度（长度要适中）,纤维含量：25%40%,太短，片材机械性能低；太长，纤维很难在悬浮体系中均匀分散,太低，片材很难达到纤维连续分布；太高，片材各向异性明显，且工艺十分困难,100400um，800um,流浆葙成型网,96,3.流化床法,3.粉末树脂,4.多孔床,通过空气使粉末树脂流态化,1.纤维,5.切成定长,热轧区（被加热和辊压）,冷却区,97,4.静电吸附法,热塑性树脂制成薄膜,使薄膜带静电,4.中长纤维,层合,热压和冷却,350mm,树脂：PA，PC, PP, PE, ABS, PET等。 树脂膜厚：0.011mm,