聚合物复合材料讲解(详细版)(15)

能根据基体材料将加工方法归类，而只能按纤维的几何形状进行分类。

无规取向的短纤维、晶须和颗粒填充的复合材料可以归为一类。其加工方法与普通塑料或橡胶没有明显的分别，填充只会降低聚合物的加工流动性，并不会从本质上改变加工方法。因此我们在此不再重复已在聚合物一章中讨论过的压制、挤出、注射、压延、浇铸等各种方法。所有这些方法，除了挤出方法外，都产生各向同性的复合材料。

连续的或基本连续的纤维复合材料有许多加工方法，包括缠绕、层合与拉挤。纤维增强复合材料的两个加工阶段是涂复与固化。涂复指使增强物（纤维束或织物）浸润基体的过程。固化指使基体材料聚合、交联或干燥，形成增强纤维间或层间永久粘合的过程。固化过程可以独立进行，也可以和模压、热压、真空成型等过程同时进行。

图4-13 复合材料模面成型方法(a)手工涂敷(b)喷涂法

4.6.1模面成型

手工涂敷是最简单的加工方法。只需要简单的模具，将加强纤维（或织物）铺在模具面上，用手往纤维上涂树脂，使纤维表面完全浸润。然后再加一层纤维，再使之浸润树脂，直至达到所需要的厚度。制成的层合体在室温固化。这种不需加热的固化过程也称为表面模塑(见图4-13a)。

喷涂模塑法可以大大加快涂敷的速度。将固化剂与树脂同时通入喷枪，在喷涂的同时混合均匀（图4-13b）。在喷枪上还装有切刀，可以将连续纤维切成一定长度，并与树脂一同喷到模具表面。这样，混合过程与浸润过程同时发生，喷到预定厚度时就可以室温固化。这一方法适合制造大型制品，如船体、浴缸等。但喷涂制品的强度不如手工涂敷制品，因为短纤维增强的材料毕竟不如连续纤维或织物增强。

4.6.2模压成型

将预制片或预混料放在模具中加温加压得到所设计的形状（图4-14a）。所用树脂不同，模压条件不同。例如汽车的车体，使用玻璃纤维增强的预制片，在120°C下用1.72MPa的压力成型。树脂转移模压法（图4-14b）可不用预制件，而直接用树脂、纤维与固化剂生产制品。先在打开的模具上将纤维按一定方向，一定厚度敷设，然后闭合模具，抽真空，用泵注入混好固化剂的树脂，将模具充满。固化完成后就能得到双面光洁的制品。这一方法特别适合制造大型热塑性制品。因为热塑性塑料熔体粘度大，温度高，不适宜手工成型。而用树脂转移法则类似普通塑料的注射成型，树脂充满模具冷却即可。