復(fù)合材料制備技術(shù)講義3－預(yù)浸料

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1、復(fù)合材料成型與加工技術(shù)曾竟成教授杜剛講師第3章復(fù)合材料預(yù)浸料制備技術(shù)3.1預(yù)浸料定義又稱模塑料，是用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續(xù)、短切纖維或織物，制成樹脂基體與增強體的組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。是進行鋪層設(shè)計的基礎(chǔ)，也是直接用來制造各種復(fù)合材料構(gòu)件的原料。3.2商用預(yù)浸料性能要求具有較長的適用期（室溫>1個月，－18℃>6個月）；可準確控制增強材料的含量和排列方向；成型時應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼承院弯佋O(shè)性；揮發(fā)分含量盡可能?。ㄒ话?2%，主承力構(gòu)件預(yù)浸料<0.8%）3.3預(yù)浸料的原材料增強材料纖

2、維織物碳纖維玻璃纖維芳綸纖維硼纖維碳纖維織物玻璃纖維織物芳綸纖維織物混雜纖維織物預(yù)浸料用增強體基體熱固性熱塑性酚醛氰酸酯雙馬來酰亞胺聚酰亞胺聚砜聚醚砜聚苯硫醚聚醚酰亞胺環(huán)氧聚醚醚酮聚酰亞胺預(yù)浸料用基體單向預(yù)浸帶窄預(yù)浸帶碳纖維織物預(yù)浸料玻璃纖維織物預(yù)浸料3.4國內(nèi)外預(yù)浸料制備技術(shù)情況目前預(yù)浸料制造已成為一種專門的工藝技術(shù)，由專業(yè)化工廠進行生產(chǎn)，制造技術(shù)有了很大提高，質(zhì)量控制得到加強，實現(xiàn)了工藝過程的自動化，以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。預(yù)浸料品種多樣，能夠滿足不同成型方法對各類預(yù)浸料的要求。不同規(guī)格、品種，不

3、同性能的預(yù)浸料已商品化，可以適應(yīng)國防工業(yè)和國民經(jīng)濟各個部門的應(yīng)用。北航材研究院預(yù)浸料已被在研先進直升機選用，具有年產(chǎn)100萬平方米的生產(chǎn)能力，窄帶預(yù)浸機年生產(chǎn)能力90萬米。美國亞利桑那州ICI合成纖維復(fù)合材料公司，生產(chǎn)的977-3型韌化改性預(yù)浸漬材料，被洛克希德公司用來制造F-22戰(zhàn)斗機的機體。該項計劃包括制造和安裝11架F-22飛行試驗機，2架地面試驗F-22機體，并對F-22機身中35％的復(fù)合材料進行性能測試研究工作。977-3改性預(yù)浸漬材料，是在宇航結(jié)構(gòu)材料977型樹脂的的基礎(chǔ)上，研制成功的

4、一種新配方。它是一種熱固性和熱塑性混用復(fù)合材料，具有良好的韌性、抗溶劑性，以及高性能飛機必須具備的濕/性能等。這種新型預(yù)浸漬材料，在固化時能把工程熱塑材料的剛性和高溫?zé)峁滩牧系奶匦裕袡C地融合在一起。ICI公司認為，由于研制成功這種新材料，因此能與洛克希德公司合作完成為期5年的項目計劃3.5預(yù)浸料制備技術(shù)熱固性樹脂基體預(yù)浸料制備技術(shù)溶液浸漬法熱熔法熱塑性樹脂基體預(yù)浸料制備技術(shù)溶液浸漬法熱壓法——熱壓機＋樹脂粉末＋增強材料熱熔法粉末浸漬法－懸浮液浸漬、流態(tài)化床浸漬、靜電吸附（1）溶液浸漬法優(yōu)點：纖維

5、易被樹脂浸透，便于制造薄厚兩型預(yù)浸料，設(shè)備造價較低。缺點；需要去除并回收溶劑，樹脂體積含量不易控制。（2）熱熔法（直接熱熔法和膠膜壓延法）直接熱熔法（2）熱熔法膠膜壓延法涂膠輥脫模紙冷卻輥聚乙烯薄膜收卷樹脂加熱系統(tǒng)泵優(yōu)點：沒有溶劑，預(yù)浸料揮發(fā)分含量低，可連續(xù)化生產(chǎn)。缺點；不適合浸漬厚纖維或織物，高粘度樹脂難于浸漬。3.6預(yù)浸設(shè)備北京航空材料研究院自行研制48英寸熱熔預(yù)浸機3.6預(yù)浸設(shè)備北京航空材料研究院窄帶預(yù)浸機實例1：無緯布預(yù)浸料（單向預(yù)浸料）制備技術(shù)滾筒法（溶液浸漬法）制備1.樹脂配方（重量比

6、）環(huán)氧樹脂固化劑稀釋劑100二乙烯三胺：8120－140聚酰胺樹脂：50100BF3?MEA：3120－1402.工藝流程增強材料樹脂基體輔助材料固化劑準備稀釋劑準備滾筒排布機排紗（或手工涂刷）常溫晾置或加熱烘干預(yù)浸料基本性能測試復(fù)合材料構(gòu)件貯存達到要求？無緯布原材料準備NY玻璃纖維無緯布碳纖維無緯布實例2：商用預(yù)浸料—3218Z中溫固化阻燃型環(huán)氧樹脂玻璃織物預(yù)浸料1．概述3218Z是中溫固化阻燃型環(huán)氧樹脂。它可與各種玻璃纖維織物復(fù)合制成預(yù)浸料，該預(yù)浸料可用熱壓罐法、真空袋法、模壓法成型復(fù)合材料。

7、復(fù)合材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、阻燃性能、耐環(huán)境性能，可在80℃下長期工作。1.1牌號及名稱????3218Z/EW-220中溫固化環(huán)氧樹脂/無堿玻璃纖維織物預(yù)浸料????3218Z/EW-100中溫固化環(huán)氧樹脂/無堿玻璃纖維織物預(yù)浸料????3218Z/SW-280中溫固化環(huán)氧樹脂/高強玻璃纖維織物預(yù)浸料????3218Z/SW-220中溫固化環(huán)氧樹脂/高強玻璃纖維織物預(yù)浸料????3218Z/SW-110A中溫固化環(huán)氧樹脂/高強玻璃纖維織物預(yù)浸料1.2基本組成3218Z環(huán)氧樹脂無堿玻璃纖

8、維織物高強玻璃纖維織物。?1.3材料標準Q/6S1842－2002《3218Z阻燃型環(huán)氧樹脂溶液》；Q/6S1841－2002《玻璃纖維織物/3218Z阻燃型預(yù)浸料》?1.4使用工藝說明書見Q/6S1841－2002《玻璃纖維織物/3218Z阻燃型預(yù)浸料》?1.5供應(yīng)狀態(tài)成卷供應(yīng)，寬度900mm，長度50～100m。?1.6應(yīng)用概況已用于某型號機復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)地板和壁板的生產(chǎn)。1.7研制及生產(chǎn)單位北京航空材料研究院研制生產(chǎn)。2性能????2.1物理及化學(xué)性能????2