♦二、热固性树脂固化反应程度用固化度表示,用百分率表示。一般通过调控胶液中的固化剂含量和固化温度实现♦手糊工艺流程:增强材料剪裁→磨具准备→涂脱模剂→喷涂胶衣层→成型操作→脱模→修边→装配♦手糊成型优点:①不受产品尺寸和形状限制,适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产②设备简单、投资少、设备折旧费低③工艺简单④易于满足产品设计要求,可以在产品不同部位任意增补增强材料任意增补增强材料⑤制品树脂含量较高树脂含量较高,耐腐蚀性好。♦玻璃钢模具制造过程:1)过渡母模的制造。材料:石膏或木材2)玻璃钢模具的翻制。胶衣层制作,涂刷3层,每层0.2-0.5mm,铺1-2层表面毡;一层短切毡,压实、浸透排除气泡。铺无捻方格布。3)模具表面处理。A粗磨。400#、500#、600#水砂纸依次水磨。B水砂精磨。1000#、1200#、1500#水砂纸依次研磨。C研磨抛光。将抛光剂涂上后,停留1-2min,用布轮抛光机逐段抛光并反复进行4)表面质量检测。要求光泽度在90以上,用ss-82型光电光泽计检♦影响制品质量的因素:组分质量;成型与固化过程;制品辅助加工♦手糊制品质量控制:原材料质量控制(基体树脂,增强材料)、成型工艺过程控制(工艺装备,工序检查,施工操作,固化过程)、成品质量检验♦喷射成型工艺参数:①纤维含量28~33%,长度25~50mm②树脂含量60%左右③胶液粘度0.3~0.8Pa.s,触变度1.5~4④喷射量胶8·60g/s⑤喷枪夹角20°,距模具350~400mm⑥喷射压力0.3·0.35MPa♦喷射成型工艺特点:1)优点①生产效率比手糊提高2-4倍,生产率可达15kg/min②可用较少设备投资实现中批量生产,材料成本低③产品整体性好,无接缝④可自由调剂产品壁厚、纤维与树脂比例2)缺点①现场污染大②树脂含量大。制品强度较低♦手糊成型用树脂胶液的工艺性及其影响:①胶液粘度:表征流动特性,粘度控制在0.2~0.8Pa.s之间,一般用稀释剂调节。粘度过高不易涂刷和浸透增强材料,粘度过低,在树脂凝胶前发生胶液流失,使制品出现缺陷②凝胶时间:指在一定温度条件下,树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂,从粘流态到失去流动性,变成软胶状态凝胶所需的时间。一般采用引发剂、促进剂用量调节。凝胶过快凝胶过慢。影响凝胶时间的主要因素⑴引发剂、促进剂用量⑵胶液体积的影响⑶环境温度、湿度的影响⑷制品表面积影响♦三、玻璃钢夹层结构按其所用夹芯材料的类别分类:泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构♦泡沫塑料发泡方法:物理发泡、化学发泡、机械发泡♦玻璃钢夹层结构特点及应用:由高强度的蒙皮(表层)与轻质芯材组成的一种结构材料。蒙皮为玻璃钢、芯材为玻璃布蜂窝或泡沫塑料等组成的结构材料。加入芯材的目的:维持两面板之间的距离,使夹层面板截面的惯矩和弯曲刚度增大。应用:①航空工业:飞机头部的雷达罩、机翼、尾锥、地板、炸弹舱门②建筑工业:围护墙扳、屋面板、隔墙板,透明的夹层结构板在国外已广泛用于工业厂房的屋顶采光③造船工业:玻璃钢潜水艇、玻璃钢扫雷艇、玻璃钢游艇♦其他夹层结构特点及应用:①泡沫夹层结构:夹芯材料是泡沫塑料。特点:质量轻、刚度大、保温隔热性能好、强度不高。应用:闭孔泡沫塑料,开孔泡沫塑料,飞机尾部②蜂窝夹层结构:夹芯材料是蜂窝材料(玻璃布蜂窝、纸蜂窝、棉布蜂窝等)特点:质量轻、强度大、刚度大。应用:构件尺寸较大、强度要求较高的部件③波板夹层结构:夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板)。特点:制作简单,节省材料,但不适用于曲面形状的制品,质量轻,刚度大。应用:多用于尺寸较大,刚度要求高,强度要求不高的场合♦四、短纤维模压料质量指标及生产控制条件:1)质量指标:树脂含量、挥发物含量、不溶性树脂含量2)生产控制条件:①树脂溶液粘度。降低胶液粘度有利于树脂对纤维浸渍,并可减少捏合过程的纤维强度损失。粘度过低,在预混过程中会导致纤维离析,影响树脂对纤维的粘结。密度作为粘度控制指标②纤维长度。过长—结团、不利于捏合,过短—影响强度③浸渍时间(捏合时间)。确保纤维均匀浸透前提下,尽可能缩短浸渍时间,因为捏合时间长,纤维强度损失大,且溶剂挥发过多增加撕松困难。④烘干条件,烘干温度与时间是控制挥发物含量与不溶⑤其他。捏合机结构形式,撕松机结构形式,转速等♦模压料的工艺性及其影响因素:1)流动性。在一定温度和压力下模压料充满模腔的能力。流动性好,可选用较低成型温度、压力,较容易成型复杂制品。流动性过大,会导致树脂流失或纤维局部聚集,制品性能下降。流动性差,需选用较高成型温度、压力,不易成型复杂制品。流动性过小,物料不能充满模腔或局部缺料,无法成型。①压力:成型压力↑,则剪切速率↑,流动性↑。原因:压力增加时,可提高聚合物剪切变形和剪切速率,使大分子链局部取向,以及部分分子链断裂,分子量减小等因素导致流动性增加。②温度:在较低温度范围内T↑,η↓,流动性↑,温度继续↑,流动性↓。原因:温度对流动性的影响有极值点温度升高时,分子链动能力增加,体积膨胀,分子间作用力减小,流动性增加。温度继续升高,聚合物交联反应加快,占居主导地位,流动性下降,温度对流动性的影响有极值点③加热时间的影响:当温度、压力一定时,加热时间的影响十分显著。在开始一段时间内t↑,流动性↑,继续延长时间,流动性↓。原因:在固化前的一段时间内,粘度对温度敏感,随时间增加,聚合物内部温度提高,粘度下降,流动性提高。过此之后聚合交联反应进一步进行,并且占据了主要地位,分子量迅速增加,流动性下降③高聚物分子结构:a、分子量愈大,粘度愈大。分子量愈大,一般链段愈多,不同链段向四面八方热运动,相互抵消的机会愈多,分子链重心的相对移动愈难,即粘度愈大,流动性愈差。b、分子链结构。刚性高分子流动性差,由于刚性高分子的链段长,因此流动困难。分子量相同,支链愈多、愈短,粘度越低,流动越好2)收缩率。①原材料的影响a、环氧树脂比酚醛树脂、聚酯树脂的收缩率小。b、模压料中多加入纤维及填料可降低收缩率。c、模压料中挥发物含量增高,制品收缩率增大②模具结构和制品形状的影响。模具刚度不够,压制时产生弹性变形会使制品比相应模具尺寸增大,特别对较薄的制品。因此,要根据生产经验考虑模具结构的影响。③成型工艺条件的影响a.保温、保压时间延长可减少收缩率b.冷脱模比热脱模收缩率小c.一定范围内提高成型压力可减少收缩率d.充分固化比固化不充分收缩率小。e.一般模压温度低收缩率低。3)压缩性:模压料和模压制品比容的比值。即制品密度与模压料密度的比值。♦SMC的组分及性能:1)UPR。a.低粘度,便于浸渍玻纤b.易同增稠剂反应,满足增稠要求c.固化迅速,↑生产效率d.热强度较高,保证脱模时制品不被损坏e.有足够的韧性,在制件发生某些变形时不致开裂2)交联剂、引发剂、阻聚剂。a.交联剂。降低树脂的粘度,可与聚酯发生共聚反应,使聚酯大分子通过交联单体自聚的“链桥”而交联固化,改善制品硬度、耐腐蚀性能等b.引发剂。必须满足的要求:贮存、操作安全;室温下不分解;制得的SMC贮存期长,达到温度时能迅速分解、交联;价格便宜。引发剂的用量需进行控制:用量过多:产物分子质量较低,力学性能差;反应速度过快,树脂急剧固化收缩,制品容易开裂。用量过少,产品固化不足。c.阻聚剂。防止不饱和聚酯树脂在室温下交联聚合。目的:延长储存期3)增稠剂。控制SMC从生产到使用全过程的粘度变化选用原则a.在制备时,要求粘度很低,以保证树脂对玻璃纤维和填料的充分浸渍;b.当纤维和填料被浸渍后又要求粘度迅速↑,以适应贮运和模压操作;c.增稠后的坯料,在模压温度下能迅速充满模腔,并使树脂与纤维不发生离析;d.增稠后的粘度,在贮存期内必须稳定在可模压的范围内;e.增稠作用在生产中应该有稳定的重现性4)低收缩添加剂。一般聚酯树脂的固化收缩率为7%~10%,加入低收缩添加剂后可大幅度降低收缩率,使收缩率接近于零,还可使SMC制品表面光滑、无裂纹5)无机填料。作用:a.降低材料成本;b.改善制品性能。缺点:随填料加入量增加,树脂糊粘度↑,导致配料和浸渍作业困难,密度↑6)内脱模剂。7)增强材料。最常用的是短切玻纤和毡,其次还有石棉纤维、麻和其他纤维♦低收缩添加剂作用机理:当SMC在模具中加热固化,随体系T的↑,树脂发生热膨胀,聚酯与苯乙烯开始发生聚合,相当于其在热塑性聚合物的内压力下进行固化,因而在未发生收缩前就被固定下来了。即热塑性树脂热膨胀力组织了聚酯固化时的收缩。热塑性树脂固化稍迟,虽然聚合降温时也发生收缩,但是此时周围热固性树脂已经固化,故只能形成局部微孔收缩而不能形成整体收缩♦模压前的准备?压制制度?准备:1)片状模塑料的质量检查。压制前应了解料的质量、性能、配方、单重、增稠程度等,对质量不好、纤维结团、浸渍不良、树脂积聚部分的料应去除。2)剪裁。按制品结构形状、加料位置、流动性能,决定剪裁要求,片料多裁剪成长方形或圆形,按制品表面投影面积的40~80%来确定。3)模压料预热和预成型。预热的目的:改善料的工艺性能,↑模压料T,可缩短固化t,↓成型压力,↑产品性能。模压料的预热方法:加热板预热、红外线预热、电烘箱预热、远红外预热及高频预热等4)装料量的估算。装料量等于模压料制品的密度乘以体积,再加上3~5%的挥发物、毛刺等损耗。所以,装料量等于制品的重量加上3~5%。5)脱模剂选用。内、外脱模剂结合使用。内脱模剂:硬脂酸、油酸、石蜡等;外脱模剂:硅酯、硅油等。压制制度:1)温度制度。加温的作用:增加分子热运动和分子间化学反应的能力,促使树脂塑化和固化。装模温度,升温速度,最高模压温度,恒温时间,降温速度,后固化温度2)压力制度,成型压力、加压时机、放气等♦五、压模按分型面分为水平、垂直、复合分型面模具;按上下模配合结构特征分为溢式、不溢式、半溢式♦六、CM层压板类型及应用领域:玻璃布层压板(结构材料,如飞机,汽车,船舶)、木质层压板、棉布层压板(机械制造业用来制造垫圈,轴承)、纸质层压板(电绝缘材料,如接线板,绝缘线圈)、石棉纤维层压板(贮槽,管道,化工设备)、复合层压板(航空航天领域,飞机制造工业,汽车制造工业)♦玻璃胶布质量指标及其控制方法:1)含胶量。胶布中所含树脂质量占胶布总质量的百分比.控制方法a.调整胶液粘度b.调整浸胶时间;c.调节胶辊间距(间距越大,胶布含胶量越高;反之,含胶量越低)2)可溶性树脂含量。胶布中可溶解的树脂质量占整体胶布中所含树脂质量的百分比。控制方法:通过对干燥温度、时间调整来控制3)挥发份含量。胶布中可挥发的物质占胶布总量的百分比。挥发分含量过高,高温成型时容易产生气泡,且挥发分过多易残留在制品中,对制品的电性能不利。挥发分含量太低,增加干燥时间,使浸胶机生产效率降低,同时也易使胶布流动量过小,影响压制工艺。控制方法:一般通过调整干燥速度(温度、时间)来实现4)流动度。是胶布中含胶量,可溶性树脂含量,挥发份含量三项指标的综合反映。它表示树脂固化时的流动性能。流动度是评价胶布性能的专用技术指标。控制方法:树脂类型,环境温度♦层压工艺原理及过程:1)原理:将浸有或涂有树脂的片材按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,放入两个抛光的金属模具之间,在加热加压条件下,固化成型玻璃钢制品的一种成型工艺2)过程:预浸胶布制备、胶布裁剪、叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序♦层压温度制度:1)预热阶段,从室温到开始显著反应时的温度。目的是使胶布中的树脂熔化,使挥发物跑掉,熔融树脂进一步浸渍玻璃布,压力为全压的1/3~1/2。2)中间保温阶段,作用是使胶布在较低的反应速度下进行固化3)升温阶段,作用在于逐步提高反应温度,加速固化反应速度4)热压保温阶段,作用在于使树脂获得充分固化5)冷却阶段,在保压的情况下,采用自然冷却或强制冷却到室温,而后去除压力取出制品♦七、纤维缠绕规律的实质:是描述纱布均匀稳定连续排布芯模表面以及芯模与导丝头运动关系的规律。注意①纤维既不重叠又不离缝,均匀连续布满芯模表面②纤维在芯模表面位置稳定,不打滑♦缠绕类型:①环向缠绕。