复合材料工艺与设备复习材料

复合工艺和设备增强纤维(CF，GF)生产工艺和设备(表面处理工艺和设备)玻璃纤维在生产过程中的辅助材料作用：润湿剂的种类、作用类型：增强润湿剂和纤维润湿剂；作用：1，润滑-保护效果；2、联合-集群作用；3、防止玻璃纤维表面静态电荷积累；4、提供玻璃纤维的进一步加工和应用所需的特性；5、玻璃纤维与基板的相容性好，并可获得界面化学结合或化学吸附等特性c纤维生产工艺、惰性气体和张力作用惰性气体作用：保护新生产的纤维不被氧化作为传热介质的热分解产物(非c元素)。张力的作用：使分子取向分子结构有规律；引起轴向拉伸应力表面处理工艺中增强纤维的影响因素玻璃纤维表面处理的影响因素：处理剂类型；偶联剂的用量为1 1.5%。处理方法(预处理方法、后处理方法、转移方法)；烘烤温度和时间(偶联剂和GF的硅层结构最佳结合的程度)；偶联剂溶液的制备(PH值调节，一般使用5%氨)。手糊成型工艺和设备手糊工艺特点：优点：1，不依赖于产品大小和形状的支架成型，适用于生产尺寸大、尺寸小、形状复杂的产品。2、设备简单，投资少，设备折旧费用低；3、简单的过程；4、轻松满足产品设计要求，在产品的其他部分任意添加加强材料；5、产品树脂含量高，耐腐蚀性高；缺点：1、生产效率低、劳动强度大、劳动卫生条件差；2、产品质量不易控制，性能稳定性不高。3、产品的机械特性低。原料选择原则：1、产品设计性能要求；2、手糊成型工艺要求；价格便宜，找材料容易。聚合物基体选择原理：1，室温下凝胶，固化。固化过程中不会产生低分子。2、粘度适当的粘合剂，适合手糊成型的粘合剂粘度为0.5-0.5pas。3、无毒或低毒；价格便宜。加强纤维选择原理：以玻璃纤维为例，工艺特性：1，非常松散；2、路面变形；3、纤维均匀性。高级手糊类型的喷射成形、热压、树脂转移成型和反应注射成型。树脂转移成型(RTM)基本工艺：液体热固性树脂和固化剂，通过计量设备分别从桶中提取，通过静态混合器混合，以及预铺玻璃纤维增强材料的密封模具内固化、脱模、后加工产品。RTM的工艺特性：这需要对设备投资少，即生产土地吨位压力功能大的产品；生产的产品两面光滑，大小稳定，易于组合。通过允许在产品中使用加强板、嵌件和附着物，设计使产品成为泡沫夹层结构并获得最佳结构的灵活性。模具制造时间短，可以短期投入使用。树脂和填料的适用性很广。生产周期短，劳动强度低，原材料损失小。产品后加工少。RTM是单体挥发性小、环境污染小的封闭成型工艺。Frp高级模具的概念：用FRP制作，可以获得“镜子效果”的、高光泽、平坦的守护产品的模具。高级模具要求：有足够的强度和刚度。模具表面粘合剂必须具有一定的硬度和耐热性，以承受树脂固化时的收缩、发热等效果。没有模具工作表面尺寸、平面光滑、隐藏气泡和针孔等缺点；模具表面光泽为80-90光泽单位，或侧面必须有清晰的镜面反射。抛光的模具表面残留划痕0.1UM。异兄弟类型：薄膜异兄弟，混合异兄弟，蜡异兄弟。兄弟必须具备不腐蚀模具，不影响树脂固化，树脂粘合力小的条件。成膜时间短，胶片都柔软光滑。操作简单，使用安全，价格低廉；要注意，兄弟的选择要比兄弟的使用温度高。成型工艺：概念：将一定量的成型材料放入金属对模具中，在一定温度和压力下使成型产品硬化的方法。成型材料：1，高强度短纤维成型材料，由短纤维增强材料、树脂基体和辅助材料组成；2、SMC片状成型材料两种成型品的差异：树脂基体的差异主要是环氧，后者主要是up；如果工艺参数(尤其是成型压力)不同，则SMC的成型压力相对较低。产品类型不同，前者是高精度部件，后者大部分是薄膜产品。与生产效率不同，SMC由于增量作用大大缩短了生产周期。产品使用性能，前者力学，绝缘性好，后者综合性能好，性价比好。层合板的一般热压曲线分析：第1步：预热阶段。一般从室温开始重要反应时的温度，此阶段称为预热阶段。预热的目的主要是融化胶带的树脂，使挥发物挥发，熔融树脂进一步浸渍玻璃布。此时压力通常是总压力的1/3到1/2。第二阶段：中间隔热阶段。这一阶段的作用是在低反应速度下硬化橡皮布。保温时间的长度主要取决于胶带的年份和钣金的厚度。在这个阶段，要密切注意沿树脂的钢板边缘流出。外出的树脂已不能用凝胶(即灯丝)拉动时，应立即加入电压加热。第三步：加热阶段。这个阶段是逐渐提高反应温度，提高固化反应速度。一般来说，变暖速度不能太快。加热太快的话，硬化反应就会变热集中，FRP板容易出现裂纹、分层等缺陷。步骤4:热压保温阶段。这个阶段的作用是使树脂完全硬化。选择的温度主要取决于树脂的固化特性、时间和板材的厚度。步骤5:冷却阶段。在压缩状态下使用自然冷却或强制冷却以室温冷却，然后移除压力移除产品。温度时间第一步步骤3第四步步骤5第二步SMC组成材料和要求：树脂糊由不饱和聚酯和辅助添加剂(引发剂、交联剂和聚合抑制剂)、增稠剂、低收缩填充物、填料、颜料、内部脱模剂等组成。不饱和聚酯树脂必须满足低粘度、玻璃纤维浸渍方便性要求。容易与增稠剂反应，满足增稠要求。固化快速提高生产效率。热强度高，保证部件脱模完好；有足够的韧性，制造中产生某种变形是不会产生裂缝的。加强板(玻璃纤维)必须满足的要求：易切削性；容易分散。浸渍性好。抗静电流动性好。强度高。引发剂需要满足的要求：存储，操作安全；室温下不能分解；SMC的长存储时间；达到特定温度后，分解速度快，交联效率高。价格低。增稠剂必须满足准备时粘度低的要求，以确保树脂对玻璃纤维和填料的充分浸渍。纤维和填充物浸渍后，为了适应存储和成型工作，粘度必须迅速提高。浓缩胚胎材料，在成型温度下可以快速完全冲洗成型腔，防止树脂和纤维分离；浓缩后粘度必须在存储期间可成型的范围内稳定。增稠作用在生产中必须具有稳定的重要性。填料必须满足要求：密度低。油吸附值低。腐蚀不容易。低成本(SMC使用情况)；容易分散。粒子具有广泛的细腻度。没有杂质，颜色白。满足产品性能要求。增稠机制：第一阶段，金属氧化物或氢氧化物与聚酯反应，产生碱盐。食盐没有反应，引起两阶段络合反应或进一步脱水，使分子质量加倍。脱水反应有两种方法。一、碱盐和聚酯的羧基脱水；第一，碱性盐之间的脱水。第二阶段：由于消炎(金属原子)与聚酯分子中的酯基(氧原子)结合形成复合物，不饱和聚酯分子的质量由盐反应提高一倍，许多络合键的形成增加了分子间的力和摩擦力，粘度也增加了。磁带的质量指标和管理方法：磁带的质量指标通常包括粘合剂含量、挥发性含量、可用性树脂含量和流动性。控制胶带含量的方法是调整树脂胶粘剂的粘度。调整磁带的浸渍时间；调整粘合剂锝间距的三种方法主要是调整粘合剂锝的间距，间距越大，粘合剂量越大。可溶性树脂含量控制方法：根据胶带的使用要求，根据使用要求，橡胶布的可溶性树脂含量不同。通常通过控制干燥温度和时间进行调整，温度长，含量高。挥发分含量及其控制方法：通过调整干燥温度和时间完成。流程图及其控制方法：流动度是前三个指标的合成反应，磁带的流动度通常在20-30mm之间控制，并根据数字类型、环境温度进行相应调整。保管条件：根据胶粘带的保管条件和保管期限，三个指标会发生变化，因此，根据树脂浸渍带的种类，保管条件必须不同。为了使磁带的三个指标稳定，磁带应该保存在干燥的室内。缠绕成型工艺缠绕定律：缠绕规律的主要内容：外观是线性的，必须满足两个要求。第一，纤维不重复，不脱离接缝，均匀覆盖在芯轴表面，第二，纤维在芯轴表面的位置不稳定滑动；这是解释纱线稳定的连续织物芯模具表面及与导杆头的运动关系的规律。缠绕线型：环形缠绕、螺旋缠绕、纵向缠绕纤维均匀填充在芯子表面。芯棒的每根纱线都有极球圆周的触点，因此只要满足以下两个条件，纱线经过多个完整的周期后，就可以将棉棒均匀地填充到整个芯棒表面。1、整个循环的每个接触点除以芯轴旋转角度。每个触点都分布在圆周上。2、与前一个完整回路和下一个完整回路相对应的原纱在桶段上扭转的距离等于一个原纱的宽度。完整循环的概念；线圈缠绕时，引导头的纤维从芯模具的一点开始，经过多次往复运动，然后返回到原始起点，在芯模具中完成的一次(不重复的)布线称为“标准线”，完成一次标准线缠绕称为整个循环。整个周期损耗的切点和分布规律：在整个周期内，除以极孔切点排列顺序。纤维缠绕法和切线法说明的线型必须满足以下3个条件：(1)卷线法表面存在纤维在芯轴上的排列方式，即线型，实际上是地幔旋转和汽车转换(或导向头)之间的运动关系。(2)线型满足的三个条件：统一；配合；配合。位置稳定触点法描述的三个条件：统一条件：极球面圆周的每个触点将极球面圆周等分；配合条件：前后相邻两个完整周期对应的纱线在气缸体中扭转的距离等于纱线的宽度。位置稳定：在芯轴表面缠绕的各纤维轨迹是该表面的侧线。线型设计的内容和阶段：(1)根据产品结构大小计算型芯模具的拐角(计算值)。(2)检查线型表，根据计算的值查找类似的表格值，然后反向确定线型。(3)角调整(方法有三种：管长度可调整，绕组角度不可调整，电子可调整；容器大小不能改变，绕组角度不能调整。允许通过改变极圈来改变极半径)；(4)基于选定的线型绘制标准线展开模式。缠绕张力对产品性能的影响产品机械性能的影响，纤维缠绕产品的强度和疲劳特性与缠绕张力密切相关，过度的张力和低的产品强度。张力低，内衬在冲压时变形大，内容橡胶变形越大，疲劳性能越差。张力太大，纤维因磨损而强度损失大，产品温度下降。纤维间张力的均匀性对产品性能有很大影响。为了避免产品的各个绕组层出现内部松弛，必须按层定期减小张力，使内部和外部纤维的初始应力状态相同，以便容器冲压后内部和外部纤维同时承受载荷。张力对产品压缩程度的影响两者成正比。张力对粘合剂含量的影响，张力增加时，粘合剂含量减少，为了沿壁厚使粘合剂含量不均匀-内部高，外部低，经常使用分层硬化或预浸材料。卷绕张力系统：1，确定纤维初始应力值；2、张力减径系统。在拉伸系统中，各层的纤维初始应力相同，必须考虑内衬刚度、纤维强度和磨损、粘合剂损耗、拉伸装置性能。缠绕产品的特点：(1)比强度高(缠绕纤维直径很细，减少了微裂纹发生的可能性，同时，钢绞线纤维束可以抑制裂纹扩展，通过纤维间摩擦相互传递应力，连续纤维，特别是缠绕的粗纱不经过纤维工艺，强度损失大大减少；避免纤维的应力集中。可以进行产品等强度结构设计。纤维含量达到80%。(2)高可靠性；(3)高生产力，高质量纤维，可以促进稳定性、机械化自动化、高生产力、大批量生产；(4)材料成本低。复合夹层结构方法概念：夹层结构是由高强度蒙皮和轻质夹层材料组成的一种结构形式。Frp夹层结构是由玻璃纤维蜂窝或泡沫塑料组成的结构材料。FRP夹层结构一般可分为泡沫夹层、玻璃夹层和蜂窝夹层结构三类。GFRP中夹层结构的机械重要性：简支梁的三点弯曲、解析挠曲、跨距长度、p值、子材料e值和j惯性矩1bh3/12硬质聚氨酯泡沫三明治生产工艺原理硬质聚氨酯泡沫塑料制造分为一阶段和两阶段方法。第一阶段的方法是将所有原料调配成泡沫。两阶段方法首先分为异氰酸酯与聚酯或聚醚反应，生成预聚物，添加其他成分形成泡沫。半预聚物是将一些聚酯或聚醚先与所有异氰酸酯起作用，然后添加其馀聚酯或聚醚和其他成分的混合物，使其具有泡沫性。1聚氨酯生成：异氰酸酯聚酯或聚醚的羟基同时与水反应，生成和释放二氧化碳。2泡沫形成：聚氨酯泡沫在形成过程中总是伴随着复杂的化学反应，可以概括为6种。链生长反应。异氰酸酯或聚酯生成聚氨酯的反应，即异氰酸酯和羟基之间的反应O=H.NCO oh.n-c-o.收缩反应。异氰酸酯和水作用释放二氧化碳的反应HO=H.NCO hoh .n-c-o. n-h CO2氨基甲酸酯与异氰酸酯的反应，这是产生的胺在异氰酸酯作用下形成尿素的衍生物反应。HO=H.NH2 ocn.n-c-n.腔和盆反应。氢和异氰酸酯对氨基甲酸酯中氮原子的反应。此反应可以使线性聚合物成为支链和交联结构。O=O=-.o-c-NH.ocn.o-c-nO=c-NH.缩脲形成反应。由尿素衍生物和异氰酸酯反应生成