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复合材料工艺学

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第二章 手糊成型工艺 2、 手糊成型工艺 、手糊成型——又称接触成型 又称接触成型 手糊成型 模具 准备 树脂胶 液配制 增强材 料准备

课件纤维增强材料和树 脂胶液在模具上铺 覆成型，室温(或加 覆成型，室温 或加 或低压) 热)、无压 或低压 、无压(或低压 条件下固化， 条件下固化，脱模 成制品的工艺方法。 成制品的工艺方法。

2. 手 糊 成 型 工 艺

涂脱模剂 手糊成型 固化 脱模 后处理 检验 制品

手糊成型工艺流程

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第二章 手糊成型工艺

课件

手 糊 成 型 工 艺

胶衣是赋予复合材料制品表 面的一层美观、 面的一层美观、耐化学品侵 待浸树脂的、耐擦伤和耐老化等的对 可选用胶衣 蚀 增强材料 其起到保护作用的表面涂层。 其起到保护作用的表面涂层。 压实辊 树脂 (1) 通用型胶衣：耐沸水、耐摩擦、 通用型胶衣：耐沸水、耐摩擦、 耐肥皂或清洁剂的腐蚀， 耐肥皂或清洁剂的腐蚀，具有良好的 表面光泽； 耐化学腐蚀胶衣： 表面光泽；(2) 耐化学腐蚀胶衣：用 于耐腐蚀制品的表面；(3) 光稳定型 于耐腐蚀制品的表面； 胶衣：具有优良的耐气候性； 胶衣：具有优良的耐气候性；(4) 食 品容器用的胶衣。 品容器用的胶衣。 手糊成型示意图

2.

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第二章 手糊成型工艺

课件

2. 手 糊 成 型 工 艺

不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、 (1) 不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、 形状复杂产品的生产； 形状复杂产品的生产； 设备简单、投资少、设备折旧费低，成本低； (2) 设备简单、投资少、设备折旧费低，成本低； 工艺简单； (3) 工艺简单； 可在任意部位增补增强材料， (4) 可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要 求； 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。 (5) 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。

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第二章 手糊成型工艺

课件

2. 手 糊 成 型 工 艺

(1) 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条 生产效率低，劳动强度大， 件差； 件差； (2) 产品质量不易控制，性能稳定性差； 产品质量不易控制，性能稳定性差； (3) 产品力学性能较低。 产品力学性能较低。

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第二章 手糊成型工艺2.1 原材料的选择

课件

(1) 产品设计的性能要求； 产品设计的性能要求；

2.1 原 材 料 的 选 择

(2) 手糊成型工艺要求； 手糊成型工艺要求； (3) 价格便宜、材料容易取得。 价格便宜、材料容易取得。2.1.1 聚合物基体的选择 2.1.2 增强材料的选择

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第二章 手糊成型工艺2.1.1 聚合物基体的选择 选用原则： 选用原则： (1) 能在室温下凝胶、固化。并在固化过 能在室温下凝胶、固化。 程中无低分子物产生； 程中无低分子物产

生； (2) 能配制成粘度适当的胶液； 能配制成粘度适当的胶液； (3) 无毒或低毒； 无毒或低毒； (4) 价格便宜。 价格便宜。

课件

2.1 原 材 料 的 选 择

目前国内手糊制品不饱和聚酯树脂约占 80%,其次是环氧树脂 %,其次是环氧树脂 %,

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第二章 手糊成型工艺一、不饱和聚酯树脂 聚酯包括饱和聚酯和不饱和聚酯。 聚酯包括饱和聚酯和不饱和聚酯。O C O

课件

2.1 原 材 料 的 选 择

饱和聚酯： 饱和聚酯：没有非芳族的不饱和键 不饱和聚酯：含有非芳族的不饱和键,由不饱和二元羧酸或 不饱和聚酯：含有非芳族的不饱和键, 酸酐、 酸酐、饱和二元羧酸或酸酐与多元醇缩聚而成的具有酯键和 不饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。 不饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。 不饱和聚酯树脂：在聚酯化缩聚反应结束后， 不饱和聚酯树脂：在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定 量的乙烯基单体，配成粘稠的液体， 量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之 为不饱和聚酯树脂。 为不饱和聚酯树脂。

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第二章 手糊成型工艺1、性能及品种 、 种类： 种类： 通用型 耐腐蚀型 阻燃型 低收缩型 耐侯型聚酯树脂

课件

2.1 原 材 料 的 选 择

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第二章 手糊成型工艺2、不饱和聚酯树脂的固化原理 、

课件

原 材 料 的 选 择

通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类 通过引发剂引发聚酯分子中的双键， 单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应， 单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交 联成三维网状的体形大分子结构。 联成三维网状的体形大分子结构。

2.1

不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的 过程，共聚反应过程包括三个主要阶段：链引发、链增长、 过程，共聚反应过程包括三个主要阶段：链引发、链增长、 链终止。 链终止。

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第二章 手糊成型工艺(1) 链引发： 链引发： 一般有三种方式 (a) 引发剂引发 如过氧化苯甲酰 引发剂引发(如过氧化苯甲酰 如过氧化苯甲酰)

课件

2.1 原 材 料 的 选 择

(b) 引发剂和促进剂配合使用 如过氧化环己酮-萘酸钴 引发 引发剂和促进剂配合使用(如过氧化环己酮 萘酸钴)引发 如过氧化环己酮- (c) 紫外线照射引发

M1 R M2

RM1

RiM 1 RiM 2

RM2

M1 、M2——分别代表乙烯类单体、聚酯分子 ——分别代表乙烯类单体 分别代表乙烯类单体、

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第二章 手糊成型工艺

课件

(2) 链增长 聚酯分子双键及乙烯类单体双键被引发后， 聚酯分子双键及乙烯类单体双键被引发后，就会进行链 增长反应，有如下四种形式的链增长反应： 增长反应，有如

下四种形式的链增长反应：

2.1 原 材 料 的 选 择M1 M2

M1 M1 M2 M2 M1 M1 M2 M2

k11 k12 k21 k22

R11 R12 R21 R22

~M1 ——代表乙烯类单体形成的游离基 代表乙烯类单体形成的游离基 ~M2 ——代表不饱和聚酯形成的游离基 代表不饱和聚酯形成的游离基

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第二章 手糊成型工艺(3) 链终止 链终止反应即体系反应的终止过程。 链终止反应即体系反应的终止过程。M1 M1 M2+ + +

课件

M1 M2 M2

大分子 大分子 大分子

kt11 kt12 kt22

2.1 原 材 料 的 选 择

存在“双基终止” 存在“双基终止”反 应

转化率提高后， 转化率提高后，引发剂浓 度和单体浓度都下降， 度和单体浓度都下降，聚 合速率应该下降， 合速率应该下降，但事实 相反，当转化率较高时， 相反，当转化率较高时， 聚合速率反而大幅度增大。 聚合速率反而大幅度增大。

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第二章 手糊成型工艺

课件

原 材 料 的 选 择

存在“双基终止”反应，当共聚反应进行到一定 存在“ 双基终止” 反应， 程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度增大， 程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度增大， 大分子活性链的运动受到阻碍， 大分子活性链的运动受到阻碍，这样就减弱了双基终 止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散， 止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散，自由基还 在不断形成，链增长反应仍然继续进行， 在不断形成，链增长反应仍然继续进行，而且速度加 出现“自动加速效应” 快，出现“自动加速效应”。 以后进一步共聚反应， 以后进一步共聚反应，体系逐渐形成三维网状结 粘度更大，限制了单体的扩散， 构，粘度更大，限制了单体的扩散，使聚合速度下降 而终止反应。 而终止反应。

2.1

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第二章 手糊成型工艺3、辅助剂 、

课件

2.1 原 材 料 的 选 择

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第二章 手糊成型工艺

课件

作用是在线型的分子之间产生化学键， 作用是在线型的分子之间产生化学键，使 线型分子相互连在一起，形成网状结构。 线型分子相互连在一起，形成网状结构。

要求CH2 CH

O C O CH2 CH CH2

2.1 原 材 料 的 选 择

高沸点，低粘度，能溶解树脂、 高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发 C O CH2 CH CH2 促进剂、染料等，反应活性大， 剂、促进剂、染料等，反应活性大， O 能使共聚反应在室温或较低温度下进 CH2 CH 能与树脂共聚形成均相共聚物。 行，能与树脂共聚形成均相共聚物。O CH2 C C O CH3 CH3CH3

常用交联剂： 常用交联剂：

苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲 酸二丙稀酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。 酸二丙稀酯、邻苯二甲酸

二丁酯。最常用的是苯乙烯。