复合材料成型技术及应用 模压成型

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1、模压成型工艺及应用(I)授课人：刘东雷单位：南昌大学机电工程学院系所：材料成型系高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室目录模压成型工艺概论短纤维模压料的制备与成型工艺聚脂模塑料模压成型工艺吸附预成型模压成型工艺课后作业模压成型工艺概论定义：将一定量的模压料（粉状、粒状、纤维状等）放入金属对模中，在一定温度和压力下、固化成型。1模压成型加热加压的作用:使模压料塑化、流动、充满空腔，并使树脂发生固化反应。图4-1模压成型工艺模压工艺树脂充模与固化反应阶段的工艺特性粘流阶段：当模压料在模具内被加热到一定的温度时，树脂受热熔化成为粘流状态

2、，在压力作用下粘裹着纤维一道流动，直至充满模腔。硬固阶段：继续提高温度，树脂发生交联，分子量增大，流动性很快降低，表现为一定的弹性，最后失去流动性，树脂成为不溶不熔的体型结构。模压成型模具与设备模具模压机模压机模压机模压成型产品实例2特点优点：产品复原性好：流动充模、模具型腔细微结构易于成型，可成形异形复杂结构，尺寸精确、表面光洁度高；产品稳定性好：可重复生产，工艺可控性好，机械化程度高，适宜于大批量生产；成型工艺可控性好：对温度和压力要求不高，成型工艺窗口范围大，大幅降低设备和模具费用；质量均匀性好：纤维长度为40－50mm，适宜生产大型薄壁制

3、品；工作环境：清洁、卫生。缺点：模具设计制造复杂压机及模具投资高产品尺寸受设备限制，只适于大批量中小型制品。（1）纤维料模压树脂预混或预浸纤维模压料，然后模压成型制品。主要用于制备高强度异形制品或具有耐腐蚀、耐热等特殊性能的制品（2）织物模压将预先织成所需形状的两向、三向或多向织物经树脂浸渍后进行模压。质量稳定，但成本高，适用于有特殊性能要求的制品。3分类按增强材料物态和模压料品种分类（5）层压模压将预先浸渍好树脂的玻纤布或毡，剪成所需形状，经叠层放入模具进行模压。适于成型薄壁制品或形状简单而有特殊要求的制品。（3）碎布料模压将预浸胶布剪成碎块放

4、入模具，压成制品。适用于形状简单、性能一般的玻璃钢制品。将浸胶的玻璃纤维或布带缠绕在模型上，进行模压。适于有特殊要求的制品及管材。（4）缠绕模压（6）BMC/DMC模压将BMC(BulkMoldingCompounds，块状聚酯模塑料）或DMC(DoughMoldingCompounds，聚酯团料)模压料，放入模具中模压成型复合材料制品。适合于大型制品的加工(例汽车外壳，浴缸等)，此工艺方法先进，发展迅速。不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，得到BMC/DMC模塑料。（7）

5、SMC模压不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。使用时除去薄膜，按尺寸裁剪，然后进行模压成型。将SMC片材(SheetMoldingCompound,片状模塑料)，经剪裁，铺层，然后进行模压。适合于大型制品的加工(例汽车外壳，浴缸等)，此工艺方法先进，发展迅速。（8）预成型坯模压先将短切纤维制成制品形状的预成型坯，置入模具，加入树脂后进行模压。适于制造大型、高强、异形、深度较大、壁厚均一的制品（9）定向铺设模压将单

6、向预浸渍布或纤维，定向铺设，进行模压。适于成型单向强度要求高的制品。短纤维模压料的制备与成型工艺1短纤维模压料短纤维增强材料应用最多的是玻璃纤维纤维长度30-50mm含量60%以上(质量比)树脂基体材料酚醛树脂、环氧树脂、酚醛－环氧树脂辅助材料改善模压料的工艺性，满足制品的特殊性能要求。我国模压玻璃钢复合材料制品发展的重要方向：高强度、耐高温、耐化学腐蚀、介电性。1.1树脂基体材料满足模压制品特定的性能要求在室温常压下处于固体或半固体状态流动性良好，使模压料能均匀地充满压模模腔适宜的固化速度，在固化时副产物少体积收缩率小工艺性好(粘度易调、与各种

7、溶剂互溶性好、易脱模等)树脂基体材料选择的要求酚醛树脂性能特点：便宜、生产工艺简单、易于加工；易于增加填料模压成型，也可浸渍织物层压成型，还可以发泡；制品尺寸稳定性好；耐热、耐燃、阻燃性、电绝缘性好、耐酸性好;耐电弧性和耐碱性较差。基本性能：固化温度高，固化后树脂的力学性能、耐化学腐蚀性可与不饱和聚酯树脂相当，但差于环氧树脂；脆性大、收缩率高，差于聚酯树脂和环氧树脂。发烟性能：不易燃、低发烟率、少或无毒气体放出，远优于环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等；耐热性能好，在300℃下1-2h内仍可保留70%左右的强度值。改性酚醛树脂氨酚醛树脂镁酚醛

8、树脂聚酰胺改性酚醛树脂硼酚醛树脂新酚醛树脂有机硅改性酚醛树脂改性目的：提高其耐热性、耐冲击性（韧性）工业要求：(1)车辆、航空航天、国防