GB-T 4550-2026《试验用纤维增强塑料平板的制备》

1试验用纤维增强塑料平板的制备本文件规定了试验用纤维增强塑料平板制备的方法概要、设备、工艺辅助材料、制备工艺、检验和制备平板报告。本文件适用于缠绕-模压法、缠绕-热压罐法、铺贴-模压法、铺贴-热压罐法制备试验用纤维增强塑料平板。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T3961纤维增强塑料术语3术语和定义4方法概要4.1缠绕-模压法采用浸有树脂的纤维在芯模上连续缠绕至所需的层数，通过压机对缠绕层进行加温加压，固化、脱模后一次得到两块试验用平板。每块平板的推荐尺寸为270mm×270mm。4.2缠绕-热压罐法采用浸有树脂的纤维在芯模上连续缠绕至所需的层数，将浸有树脂的纤维和各种典型工艺辅助材料组合构成真空袋系统，通过热压罐对缠绕层进行加温加压，固化、脱模后一次得到两块试验用平板。每块平板的推荐尺寸为270mm×270mm。4.3铺贴-模压法采用一定数量的预浸料在平板模具上铺贴至所需的层数，将一定数量的预浸料和各种工艺辅助材料组合构成真空袋系统，通过热压罐对铺贴层进行加温加压，固化、脱模后得到试验用平板。平板推荐尺寸为400mm×400mm。典型真空袋系统各工艺辅助材料组合如图1所示。2标引序号说明：2——透气材料；9—-金属底模板；3——金属上压板；10--—周边挡条；4——有孔隔离层；11——周边密封条；5--—预浸料叠层；6——有孔脱模布；13——密封胶条；7—-吸胶材料；图1典型真空袋系统各工艺辅助材料组合示意图5设备5.1缠绕设备由纱架、张力控制装置、胶槽和环向缠绕驱动机构等部分组成(干法缠绕时不需要胶槽)。5.1.2纱架用于安放纤维纱团，可立放也可卧放，纱团轴要有一定的制动力，避免纱团松脱。5.1.3张力控制装置可采用机械磨擦法或电磁力法。在整个缠绕过程中，张力应保持稳定。宜为纤维极限强度的2%～4%。应附有恒温装置。主要由入口绕丝嘴、挤胶辊、浸胶辊、导纱辊等部分组成。示意图见图2。3标引序号说明：1——绕丝嘴；5---导纱辊；2--—纤维；6---—胶面；3——挤胶辊；7——加热器；4--—浸胶辊；8---—浸胶槽。图2胶槽示意图5.1.5驱动机构使纤维均匀平行地布满芯模表面，转速为0r/min～30r/min。5.2固化设备5.2.1烘箱或压机应具有满足固化要求的温度控制装置，温度控制精度为±3℃。5.2.2热压罐热压罐满足下列要求：5.3.1缠绕-模压法和缠绕-热压罐法的模具缠绕模具由芯模和上、下两块加压板组成。模具的尺寸及精度要求见图3。5.3.2铺贴-模压法和铺贴-热压罐法的模具预浸料铺贴用模具由平板模具和上、下两块加压板组成。推荐采用缠绕模具的形式和精度。5.4真空系统真空系统应使真空袋内相对真空压力小于一94kPa。单位为毫米品a)芯模尺寸及要求b)加压板尺寸及要求图3模具的尺寸及精度要求5c)装配示意图标引序号说明：1——芯模；2--—上、下加压板；3——接杆；图3模具的尺寸及精度要求(续)6工艺辅助材料6.1真空袋采用0.05mm厚的尼龙薄膜或聚酰亚胺薄膜。6.2透气材料采用粗玻璃布或合成纤维毡。6.3金属上压板采用厚度为1.5mm～2.0mm、边长为400mm×400mm的铝板；板上每平方米均布200个~6.4有孔隔离层采用有孔聚四氟乙烯玻璃布或有孔防粘的塑料薄膜。6.6隔离薄膜和脱模剂6.7金属底模板采用厚度为1.5mm～2.0mm、边长为430mm×430mm的铝板。6.8周边挡条采用长为400mm、宽为5mm～10mm的橡胶条，厚度依所制板材的厚度而定。66.9周边密封带采用密封橡胶腻子条。7制备工艺纤维根据技术文件的规定进行状态调节。缠绕层数按公式(1)计算：N—--缠绕层数；V—--纤维增强塑料板的纤维体积分数，%;pr纤维密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);t—--板厚，单位为厘米(cm);b——-纱片宽度，单位为厘米(cm);Y———纤维束的线密度，单位为克每千米(g/km)。7.1.3.3将胶液注入胶槽，调节胶液至规定温度。7.1.3.4从纱架上引出纤维端头，并使其依次通过浸胶辊、挤胶辊、绕丝嘴，最后固定到芯模上。推荐纤维引出方式为外退。7.1.3.5调节张力控制装置，使纤维张力满足工艺的要求。7.1.3.6缠绕至规定的层数，并在旋转状态下烘烤，使胶液均匀浸透纤维。烘烤温度依据技术文件确定。7.1.4.1将缠绕后的平板连同芯模放在两加压板之间，在四个角位上放置控制厚度的垫块。采用压机固化时，将其直接放入压机，加压使模具上、下加压板与垫块接触，最后切断芯模两端的纤维。采用烘箱固化时，用螺栓紧固加压，使加压板与垫块接触，最后切断芯模两端的纤维，放入烘箱。7.1.4.2按规定的温度和时间固化。77.1.5修整对取出的平板进行修整，并切除15mm宽的边缘。7.2缠绕-热压罐法7.2.1状态调节纤维根据技术文件的规定进行状态调节。7.2.2材料计算缠绕层数按公式(1)计算。7.2.3缠绕7.2.3.1按7.1.3的规定。7.2.3.2缠绕完成后，在室温或稍高温度下静置一段时间，使树脂浸润纤维并排出部分气泡。将模具上、下加压板与缠绕完成后的芯模组装压紧，用透气毡和真空袋等材料构成真空袋系统，并置于热压罐内。7.2.4真空检漏抽完全真空，相对真空压力至少达到-80kPa。泄漏检查前，零件与真空系统连接至少15min。关闭真空管线时，检查每个组件的渗漏性。真空度根据技术文件的规定；如无相关规定，推荐5min内，真空度下降不大于17kPa。7.2.5固化根据技术文件的规定进行固化；如无相关规定，推荐升温速率为1℃/min～4.5℃/min。固化后，在压力下随热压罐冷却至室温。将组合件移出热压罐，取出平板。按7.1.5的规定。7.3铺贴-模压法7.3.1状态调节从低温箱中取出预浸料密封袋，置于温度(23±2)℃,相对湿度(50±10)%的环境下，进行状态调节。袋内预浸料不大于1kg时，放置时间不少于1h;大于1kg时，放置时间不少于2h。7.3.2材料计算预浸料层数按公式(2)计算：Na=(t×pi×V₁)/Gp式中：N.——预浸料层数；Gp——预浸料单位面积纤维质量，单位为克每平方厘米(g/cm²)。87.3.3铺贴7.3.3.1检查材料的一致性，无夹杂等缺陷。7.3.3.2铺贴前按照规定尺寸裁切单层，宜采用自动下料机下料，以确保叠层尺寸和纤维取向公差。7.3.3.3在金属模具上涂覆脱模剂。将铺层顺序中的第一层对准其相应的纤维方向。7.3.3.4将切好的预浸料逐层按规定方向铺贴在一起，角度方向误差不应大于±1°。7.3.5修整按7.1.5的规定。7.4铺贴-热压罐法7.4.1状态调节按7.3.1的规定。7.4.2材料计算预浸料层数按7.3.2的规定。吸胶材料层数按公式(3)计算：Gp——预浸料叠层质量，单位为克(g);A——纤维增强塑料平板面积，单位为平方厘米(cm²);p,—树脂基体密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);G₆——吸胶材料单位面积吸胶量，单位为克每平方厘米(g/cm²)。7.4.3.1裁切400mm×400mm的预浸料。预浸料层数按公式(2)计算。7.4.3.2将脱模剂涂于金属底模板和金属上压板，按7.3.3中的规定进行铺贴。7.4.3.3按公式(3)计算结果剪裁所需吸胶材料的数量，吸胶材料尺寸为400mm×400mm。7.4.3.4预浸料坯料及辅助材料按以下顺序组合：a)金属底模板上放置隔离薄膜；b)预浸料坯料上、下表面各铺一层有孔脱模布；c)在金属底模板隔离薄膜上放置吸胶材料，当吸胶材料总层数为奇数(2n+1)时，可在预浸料上侧放(n+1)层；同时，在预浸料叠层周边铺设挡条；d)依次放置有孔隔离层和金属上压板；e)在金属上压板周边和金属底模板之间，粘贴密封带。97.4.3.5将预浸料坯料及辅助材料的组合件置于热压罐中的金属基板上，按图1铺贴透气材料、真空袋材料和密封胶条。将铺贴后的平板进行封袋，并完全抽真空。每块试板的真空袋完全抽真空后，关闭真空管线，检查每个组件的渗漏性。真空度根据技术文件的规定；如无相关规定，推荐5min内，真空度下降不大于根据预浸料技术文件的规定进行固化。固化后，在压力下随热压罐冷却至室温。将组合件移出热压罐，取出平板。按7.1.5的规定。8.1按GB/T1446规定对平板进行外观检查。8.2测定四边的长度，准确到0.5mm。8.3测量平板每个