《复合材料制备技术》第七章 聚合物复合材料(PMC)制备工艺

第七章聚合物复合材料(PM)制备工艺 7.1聚合物复合材料的分类 7.1.1纤维增强(FRC) (1)按纤维形态:连续纤维和非连续纤维; (2)按铺层方式:单向;织物;三维; (3)按纤维种类:玻璃纤维;碳纤维; 芳纶( Kevlar)纤维;混杂纤维; 7.1.2晶须增强(WRC) 7.1.3粒子增强(PRC)

第七章 聚合物复合材料（PMC）制备工艺 7.1 聚合物复合材料的分类 7.1.1 纤维增强（FRC） （1）按纤维形态： 连续纤维和非连续纤维； （2）按铺层方式：单向；织物；三维； （3）按纤维种类：玻璃纤维；碳纤维； 芳纶（Kevlar）纤维；混杂纤维； 7.1.2 晶须增强（WRC） 7.1.3 粒子增强（PRC）

7.2聚合物复合材料的性能 (1)高比强、高比模量。 (2)设计性强、成型工艺简单。 (3)热膨胀系数低,尺寸稳定。 (4)耐腐蚀、抗疲劳性能好。 (5)减震性能好。 (6)高温性能好。 (7)安全性能好

7.2 聚合物复合材料的性能 （1）高比强、高比模量。 （2）设计性强、成型工艺简单。 （3）热膨胀系数低，尺寸稳定。 （4）耐腐蚀、抗疲劳性能好。 （5）减震性能好。 （6）高温性能好。 （7）安全性能好

聚合物复合材料与几种金属材料的力学性能比较 GFRP CFRP 材料玻璃纤维增强热固碳纤维增强热 铝 性塑料(玻璃钢〕 固性塑料 钛 密度,gm3 2.0 1.6 78 2.8 4.5 拉伸强 度,GPa 1.2 18 1.4 0.481.0 比强度 600 1120 180 170210 拉伸模 量,GPa 42 130 210 77110 比模量 21 81 27 热膨胀系数 (106/k) 8 0.2 23 9.0

聚合物复合材料与几种金属材料的力学性能比较 材 料 GFRP 玻璃纤维增强热固 性塑料（玻璃钢） CFRP 碳纤维增强热 固性塑料 钢 铝 钛 密度, g/cm3 2.0 1.6 7.8 2.8 4. 5 拉伸强 度,GPa 1.2 1.8 1.4 0.48 1. 0 比强度 600 1120 180 170 210 拉伸模 量,GPa 42 130 210 77 110 比模量 21 81 27 27 25 热膨胀系数 (10-6 /K) 8 0.2 12 23 9.0

73聚合物复合材料的制备工艺 731预浸料/预混料制备 预浸料是指定向排列的连续纤维(单向、织物) 浸渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品 预混料是指不连续纤维浸渍树脂或与树脂混合后 所形成的较厚的片(SMC、GMT)团状(BMC)或粒状 半成品以及注射模塑料(IMC)。 SMC片状模塑料;GMT玻璃毡增强热塑性塑料; BMC团状模塑料;IMC颗粒状注射模塑料;

7.3 聚合物复合材料的制备工艺 7.3.1 预浸料 / 预混料制备 预浸料是指定向排列的连续纤维（单向、织物） 浸渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品。 预混料是指不连续纤维浸渍树脂或与树脂混合后 所形成的较厚的片（SMC、GMT）团状（BMC）或粒状 半成品以及注射模塑料（IMC）。 SMC片状模塑料； GMT玻璃毡增强热塑性塑料； BMC团状模塑料； IMC颗粒状注射模塑料；

(1)预浸料制备: 导向 钱线9 树身 后漫渍技术:预浸料中树脂以粉末、纤维或包层 等形式存在,对纤维的完全浸渍要在复合材料成 型过程中完成

后浸渍技术：预浸料中树脂以粉末、纤维或包层 等形式存在，对纤维的完全浸渍要在复合材料成 型过程中完成。 （1）预浸料制备：

(2)预混料制造 a.SMC(片状模塑料)和BMC(团状模塑料)制造: 这是一类可直接进行模压成型而不需要事先 进行固化、干燥等其它工序的纤维增强热固性模 塑料。其组成包括短切玻璃纤维、树脂、引发剂、 固化剂或催化剂、填料等。 SMC一般用专用SMC机组制造; BMC用捏合法制造

（2）预混料制造 a.SMC(片状模塑料)和BMC(团状模塑料)制造： 这是一类可直接进行模压成型而不需要事先 进行固化、干燥等其它工序的纤维增强热固性模 塑料。其组成包括短切玻璃纤维、树脂、引发剂、 固化剂或催化剂、填料等。 SMC一般用专用SMC机组制造； BMC用捏合法制造

b.GMT(玻璃毡增强热塑性塑料)制造: GMT是一种类似于热固性SMC的复合材料半 成品。所采用的增强剂是无碱玻璃、无纺毡或 连续纤维 制造工艺有熔融浸渍法和悬浮浸渍法。 c.IMC(颗粒状注射模塑料)制造: IMC一般使用双螺杆挤出机制造,由切割机 切断,长度一般为3-6mm

b.GMT(玻璃毡增强热塑性塑料) 制造： GMT是一种类似于热固性SMC的复合材料半 成品。所采用的增强剂是无碱玻璃、无纺毡或 连续纤维。 制造工艺有熔融浸渍法和悬浮浸渍法。 c.IMC(颗粒状注射模塑料)制造： IMC一般使用双螺杆挤出机制造，由切割机 切断，长度一般为3–6mm

7.32成型工艺 (1)手糊成型 用于制备热固性树脂复合材料的一种最原始、最简单 的成型工艺。用手工将增强材料的纱或毡铺放在模具中, 通过浇、刷或喷的方法加上树脂;纱或毡也可在铺放前用 树脂浸渍,用橡皮辊或涂刷的方法赶出其中的空气。如此 反复,直到所需厚度。固化通常在常温、常压下进行,也 可适当加热,或常温时加入催化剂或促进剂以加快固化

7.3.2 成型工艺 （1）手糊成型 用于制备热固性树脂复合材料的一种最原始、最简单 的成型工艺。用手工将增强材料的纱或毡铺放在模具中， 通过浇、刷或喷的方法加上树脂；纱或毡也可在铺放前用 树脂浸渍，用橡皮辊或涂刷的方法赶出其中的空气。如此 反复，直到所需厚度。固化通常在常温、常压下进行，也 可适当加热，或常温时加入催化剂或促进剂以加快固化

(2)压力成型: a袋压成型: 真空袋成型; 压力袋成型; 袋压成型是最早最广泛用于预漫料成型的工艺之一。将 铺层铺放在模具中,依次铺上脱膜布、吸胶层、隔离膜袋 膜等,在热压下固化。经过所需的固化周期后,材料形成 具有一定结构形状的构件

（2）压力成型： a.袋压成型： 真空袋成型； 压力袋成型 ； 袋压成型是最早最广泛用于预浸料成型的工艺之一。将 铺层铺放在模具中，依次铺上脱膜布、吸胶层、隔离膜袋 膜等，在热压下固化。经过所需的固化周期后，材料形成 具有一定结构形状的构件

b热压罐成型 工艺过程:铺层被装袋并抽真空以排除包埋的空气或其它挥 发物,在真空条件下在热压罐中加热、加压固化。固化压力 通常在0.35-0.7MPa 1-橡皮囊; 加压 2-成型套; 3-模具; 4毛坯; 5-弓形夹 真玄 6-热压罐 7底板;

b.热压罐成型 工艺过程：铺层被装袋并抽真空以排除包埋的空气或其它挥 发物，在真空条件下在热压罐中加热、加压固化。固化压力 通常在0.35 - 0.7MPa。 1- 橡皮囊； 2-成型套； 3-模具； 4-毛坯； 5-弓形夹； 6-热压罐； 7-底板；