..復(fù)合材料實(shí)訓(xùn)報(bào)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(qiáng)環(huán)氧樹脂〔GFEP具有力學(xué)強(qiáng)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(diǎn),作為典型的纖維增強(qiáng)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(dá)7%-8%；粘結(jié)力強(qiáng)；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(qiáng)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(jī)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(tuán)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(qiáng)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(diǎn)：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(dá)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(qiáng)材料：玻璃纖維主要選用無堿及中堿玻纖,高模及高強(qiáng)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(jìn)劑：促進(jìn)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(zhǔn)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(shí)間。最佳凝膠時(shí)間：成型操作后30min左右?？刂品椒ǎ赫{(diào)整固化劑、促進(jìn)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(shí)。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(jìn)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(jìn)行處理。砂紙選用順序由粗到細(xì),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(jìn)行拋光處理。②表面氈：薄,約30～50g/m^2.③膩?zhàn)樱禾盍霞庸袒瘎┙M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(jìn)行機(jī)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(dòng)強(qiáng)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(dòng)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(huì)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(qiáng)材料,纖維增強(qiáng)材料有表面氈、無捻粗紗布<方格布>等幾種。以手持輥?zhàn)踊蛩⒆邮箻渲n纖維增強(qiáng)材料,并驅(qū)除氣泡,壓實(shí)基層。鋪層操作反復(fù)多次,直到達(dá)到制品的設(shè)計(jì)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(diǎn)：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(bǔ)增強(qiáng)材料,易滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(diǎn)1、生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)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(shí),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(jìn)劑的比例弄錯(cuò)或失效,更換引發(fā)劑、促進(jìn)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(qiáng)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?jǐn)嚢?。固化劑用量不?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(diǎn)：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(jìn)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(chǔ)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(chǔ)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí),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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)。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(shí)避免使用。⑻增強(qiáng)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(shí),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(dòng)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(shí)模具溫度要求：取決于固化體系的情況〔引發(fā)劑作用時(shí)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(dá)到要求；復(fù)雜制品需較大壓力充模。④保溫時(shí)間〔固化時(shí)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(jìn)行修補(bǔ)。對氣孔的處理：注射器注入樹脂,固化后用細(xì)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(jìn)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(qiáng)度比預(yù)想的要強(qiáng)得多,可見復(fù)合材料強(qiáng)度不可小看。但切割及鉆孔時(shí)粉塵很大,應(yīng)研究濕法切割?？傮w來講,設(shè)備自動(dòng)化程度不算高,有改進(jìn)空間。一周的復(fù)合材料實(shí)訓(xùn)很快就過去了。實(shí)習(xí)時(shí)間雖然短暫,學(xué)到的專業(yè)知識(shí)和技能也是滄海一粟,但認(rèn)真總結(jié)反思,收獲也不少,主要內(nèi)容見實(shí)習(xí)過程。在這周中我們先做了環(huán)氧樹脂加強(qiáng)玻璃纖維的復(fù)合材料板,隨后自己制作模型,本來是做個(gè)漏斗,但是因?yàn)殄F形不好鋪制玻璃纖維,同時(shí)還得在錐形頂端開口而宣告失敗。我們將這個(gè)作品改為了一個(gè)草帽,實(shí)驗(yàn)結(jié)果還不錯(cuò)。心得體會(huì)通過這周的實(shí)訓(xùn),我學(xué)習(xí)到了很多從前沒有接觸過的知識(shí),使我眼界打開,感受頗深?；镜膭?dòng)手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。在實(shí)訓(xùn)中,我們認(rèn)識(shí)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?。通過實(shí)訓(xùn),同學(xué)們的友誼也增進(jìn)了不少,很多不太會(huì)做的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(tuán)結(jié)氛圍填滿了整個(gè)實(shí)訓(xùn)間。短短的兩個(gè)星期的復(fù)合材料實(shí)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?；叵肫疬@周美好的時(shí)光,心中有一種