脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的相關(guān)應(yīng)用
熱塑性復(fù)合材料成型工藝熱塑性復(fù)合材料是以玻璃纖維,、碳纖維,、芳綸纖維等增強各種熱塑性樹脂的總稱,國外稱FRTP(Fiber Rinforced Thermo Plastics),。由于熱塑性樹脂和增強材料種類不同,,其生產(chǎn)工藝和制成的復(fù)合材料性能差別很大。
從生產(chǎn)工藝角度分析,,塑性復(fù)合材料分為短纖維增強復(fù)合材料和連續(xù)纖維增強復(fù)合材料兩大類:
(1)短纖維增強復(fù)合材料
①注射成型工藝,;
②擠出成型工藝;
③離心成型工藝,。
(2)連續(xù)纖維增強及長纖維增強復(fù)合材料
①預(yù)浸料模壓成型,;
②片狀模塑料沖壓成型;
③片狀模塑料真空成型,;
④預(yù)浸紗纏繞成型,;
⑤拉擠成型。
熱塑性復(fù)合材料的特殊性能如下:
(1)密度小,、強度高熱塑性復(fù)合材料的密度為1.1~1.6g/cm3,,*為鋼材的1/5~1/7,比熱固性玻璃鋼輕1/3~1/4,。它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得更高的機械強度,。一般來講,不論是通用塑料還是工程塑料,,用玻璃纖維增強后,,都會獲得較高的增**果,提**度應(yīng)用檔次。
(2)性能可設(shè)計性的自由度大熱塑性復(fù)合材料的物理性能,、化學(xué)性能,、力學(xué)性能,都是通過合理選擇原材料種類,、配比,、加工方法、纖維含量和鋪層方式進行設(shè)計,。由于熱塑性復(fù)合材料的基體材料種類比熱固性復(fù)合材料多很多,因此,,其選材設(shè)計的自由度也就大得多,。
(3)熱性能一般塑料的使用溫度為50~100℃,用玻璃纖維增強后,,可提高到100℃以上,。尼龍6的熱變形溫度為65℃,用30%玻纖增強后,,熱形溫度可提高到190℃,。聚醚醚酮樹脂的耐熱性達220℃,用30%玻纖增強后,,使用溫度可提高到310℃,,這樣高的耐熱性,熱固性復(fù)合材料是達不到的,。熱塑性復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)比未增強的塑料低1/4~1/2,,能夠降**品成型過程中的收縮率,提高制品尺寸精度,。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3~0.36W(㎡·K),,與熱固性復(fù)合材料相似。
(4)耐化學(xué)腐蝕性復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性,,主要由基體材料的性能決定,,熱塑性樹脂的種類很多,每種樹脂都有自己的防腐特點,,因此,,可以根據(jù)復(fù)合材料的使用環(huán)境和介質(zhì)條件,對基體樹脂進行**,,一般都能滿足使用要求,。熱塑性復(fù)合材料的耐水性優(yōu)于熱固性復(fù)合材料。
(5)電性能一般熱塑性復(fù)合材料都具有良好的介電性能,,不反射無線電電波,,透過微波性能良好等。由于熱塑性復(fù)合材料的吸水率比熱固性玻璃鋼小,,故其電性能優(yōu)于后者,。在熱塑性復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料后,,可改善其導(dǎo)電性能,防止產(chǎn)生靜電,。
(6)廢料能回收利用熱塑性復(fù)合材料可重復(fù)加工成型,,廢品和邊角余料能回收利用,不會造成環(huán)境污染,。
由于熱塑性復(fù)合材料有很多優(yōu)于熱固性玻璃鋼的特殊性能,,應(yīng)用領(lǐng)域十分**,從國外的應(yīng)用情況分析,,熱塑性復(fù)合材料主要用于車輛制造工業(yè),、機電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面,。
1.注射成型工藝
注射成型是熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法,,歷史悠久,應(yīng)用*廣,。其優(yōu)點是:成型周期短,,能耗*小,產(chǎn)品精度高,,一次可成型開關(guān)復(fù)雜及帶有嵌件的制品,,一模能生產(chǎn)幾個制品,生產(chǎn)效率高,。缺點是不能生產(chǎn)纖維增強復(fù)合材料制品和對模具質(zhì)量要求較高,。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平,注射成型的**產(chǎn)品為5kg,,*小到1g,,這種方法主要用來生產(chǎn)各種機械零件,建筑制品,,家電殼體,,電器材料,車輛配件等,。
2.擠出成型工藝
擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的工藝之一,。其主要特點是生產(chǎn)過程連續(xù),生產(chǎn)效率高,,設(shè)備簡單,,技術(shù)容易掌握等。擠出成型工藝主要用于生產(chǎn)管,、棒,、板及異型斷面型等產(chǎn)品。增強塑料管玻纖增強門窗異型斷面型材,在我國有很大市場,。
3.纏繞成型工藝
熱塑性復(fù)合材料的纏繞成型工藝原理和纏繞機設(shè)備與熱固性玻璃的一樣,,不同的是熱塑性復(fù)合材料纏繞制品的增強材料不是玻纖粗紗,而是經(jīng)過浸膠(熱塑性樹脂)的預(yù)浸紗,。因此,,需要在纏繞機上增加預(yù)浸紗預(yù)熱裝置和加熱加壓輥。纏繞成型時,,先將預(yù)浸紗加熱到軟化點,,再與芯模的接觸點加熱,并加壓輥加壓,,使其熔接成一個整體,。
4.熱塑性復(fù)合材料拉擠成型
熱塑性復(fù)合材料的拉擠成型工藝與熱固性玻璃鋼的基本相似。只要把進入模具前的浸膠方法加以改造,,生產(chǎn)熱固性玻璃鋼的設(shè)備便可使用。生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料拉擠產(chǎn)品的增強材料有兩種:一種是經(jīng)過浸膠的預(yù)浸紗或預(yù)浸帶,,另一種是未浸膠的纖維或纖維帶,。
5.焊接層合法
此法系利用熱塑性復(fù)合材料的可焊性,生產(chǎn)復(fù)合材料板材,。其方法如下:先在工作臺上壓鋪一層預(yù)浸料(一般寬500mm),,鋪第二層浸料時,開動壓輥的焊接器,,使預(yù)浸料進入壓輥下,,焊接器使上下兩層預(yù)浸料在幾秒鐘內(nèi)同時受熱熔化,當(dāng)機器向前移動時,,預(yù)浸料在壓輥的壓力(0.3MPa)作用下粘合成一體,。如此重復(fù),可生產(chǎn)任意厚度的板材,。
6.熱塑性片狀模塑料制品沖壓成型工藝
熱塑性片狀模塑制品沖壓成型與熱固性SMC壓制成型不同,,它要先將坯料預(yù)熱,然后再放放模具加壓成型,。
7.熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)
熱塑性復(fù)合材料的連接方法很多,,例舉如下:
①鉚接用于熱塑性復(fù)合材料鉚接用的鉚釘,一般都是用連續(xù)纖維增強熱塑性塑料制造,,**是用拉擠棒材制造,。施工時,鉚釘預(yù)熱到可以加壓塑變的溫度,,鉚釘與孔徑應(yīng)能嚴密配合,,不能大,也不能小。也可以用金屬螺栓,。鉚接的優(yōu)點是耐沖擊性好,,無電化學(xué)腐蝕,價格便宜,。
②焊接熱塑性復(fù)合材料的焊接處理,,是將被連接材料的焊接表面加熱到熔化狀態(tài),然后搭接加壓,,使之接成一體,。復(fù)合材料焊接原理與塑料焊接相似,但必須注意焊接處的纖維增**果不能降低很多,。
③管件對接焊熱塑性復(fù)合材料管的對接焊方法有直接對接和補強對接焊兩種,。這種連接方法的優(yōu)點是工藝簡單,可在現(xiàn)場施工,,不需對管子進行機械加工,,連接強度高,不易斷裂,。缺點是成本高,,工藝要求嚴格,要保證尺寸緊密配合,。
④纏繞焊接用預(yù)浸帶沿焊縫手工或機械纏繞,,同是用火焰噴槍對接觸點加熱熔融,使之與被連接件粘牢,。選擇預(yù)浸帶時,,要注意纖維的方向和含量。此法較實用,,被連接材料能保留較好的性能,,但易出現(xiàn)加熱不均的現(xiàn)象。
⑤薄板超聲波焊接此法是用超聲波對被連接處進行加熱焊接,,一般能夠獲得較高的連接強度,。
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