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复合材料制备技术讲义复合材料制备技术讲义3－－预浸料预浸料第3章 复合材料预浸料制备技术3.1 预浸料定义    又称模塑料，是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续、短切纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料是进行铺层设计的基础，也是直接用来制造各种复合材料构件的原料3.2 商用预浸料性能要求v具有较长的适用期（室温>1个月，－18℃> 6个月）；v可准确控制增强材料的含量和排列方向；v成型时应有适当的粘性和铺设性；v挥发分含量尽可能小（一般<2%，主承力构件预浸料<0.8%）（2）热熔法（热熔法（直接热熔法和胶膜压延法）） 直接热熔法（2）热熔法热熔法 胶膜压延法涂胶辊脱模纸冷却辊聚乙烯薄膜收卷树脂加热系统泵优点：没有溶剂，预浸料挥发分含量低，可连续化生产缺点；不适合浸渍厚纤维或织物，高粘度树脂难于浸渍3.6 预浸设备北京航空材料研究院自行研制北京航空材料研究院自行研制4848英寸热熔预浸机英寸热熔预浸机 3.6 预浸设备北京航空材料研究院窄带预浸机北京航空材料研究院窄带预浸机实例实例1 1：无纬布预浸料（单向预浸料）制备技术：无纬布预浸料（单向预浸料）制备技术滚筒法（溶液浸渍法）制备滚筒法（溶液浸渍法）制备1.树脂配方（重量比）环氧树脂环氧树脂固化剂固化剂稀释剂稀释剂100二乙烯三胺：二乙烯三胺：8120－－140聚酰胺树脂：聚酰胺树脂：50100BF3•MEA：：3120－－1402.工艺流程增强增强材料材料树脂树脂基体基体辅助辅助材料材料固化剂固化剂准备准备稀释剂稀释剂准备准备滚筒排布机排纱滚筒排布机排纱（或手工涂刷）（或手工涂刷）常温晾置常温晾置或加热烘干或加热烘干预浸料预浸料基本性能测试基本性能测试复合材料构件复合材料构件贮存贮存达到要求？达到要求？无纬布原材料准备无纬布原材料准备N NY Y玻璃纤维无纬布碳纤维无纬布实例2：商用预浸料                  —3218Z中温固化阻燃型环氧树脂玻璃织物预浸料1．概述       3218Z是中温固化阻燃型环氧树脂。

它可与各种玻璃纤维织物复合制成预浸料，该预浸料可用热压罐法、真空袋法、模压法成型复合材料复合材料具有优良的力学性能、阻燃性能、耐环境性能，可在80℃下长期工作1.1 牌号及名称     3218Z/EW-220    中温固化环氧树脂/无碱玻璃纤维织物预浸料     3218Z/EW-100    中温固化环氧树脂/无碱玻璃纤维织物预浸料     3218Z/SW-280    中温固化环氧树脂/高强玻璃纤维织物预浸料     3218Z/SW-220    中温固化环氧树脂/高强玻璃纤维织物预浸料     3218Z/SW-110A 中温固化环氧树脂/高强玻璃纤维织物预浸料1.2 基本组成       3218Z环氧树脂     无碱玻璃纤维织物     高强玻璃纤维织物 1.3 材料标准     Q/6S 1842 －2002《3218Z阻燃型环氧树脂溶液》；     Q/6S1841 －2002 《玻璃纤维织物/3218Z阻燃型预浸料》 1.4 使用工艺说明书    见Q/6S1841 －2002 《玻璃纤维织物/3218Z阻燃型预浸料》 1.5 供应状态      成卷供应，宽度900mm，长度50～100m。

 1.6 应用概况      已用于某型号机复合材料夹层结构地板和壁板的生产1.7 研制及生产单位     北京航空材料研究院研制生产2 性能     2.1物理及化学性能     2.1.1 3218Z树脂的性能 （表2－1）2.1.2预浸料外观 表面平整，颜色均匀一致；树脂分布均匀；无明显富树脂区和贫树脂区，无皱褶，撕裂或其它永久变形2.1.3 预浸料物理性能（表2－2）2.1.4.1 3218Z/EW220复合材料的物理性能（表2－3）2.1.4.2 层合板燃烧性能    层合板燃烧性能应符合表2—4的规定 2.2 力学性能    3218Z/玻璃纤维织物层合板的力学性能见表2－52.3 工艺性能（表2－6）2.4 使用性能     3218Z/EW220复合材料已用于某型号机夹层复合材料地板和壁板蒙皮 2.5使用工艺     预浸料制备采用溶液法 复合材料成型采用热压罐法，固化工艺见图2－1     3218Z/EW-220热压罐成型工艺也可以用真空袋压法或模压法成型3 其它 3.1 包装    每卷预浸料应用聚乙烯薄膜包覆并密封，预浸料外包装应为硬质包装箱，并用软固定隔开，防止碰撞。

 3.2 运输    按非危险品运输，包装箱应平放，防止受潮，避免碰撞或剧烈振动 3.3 贮存    预浸料在室温20～23℃的贮存期为45天; -18℃的贮存为12个月 4 使用建议     可用于工作温度80℃以下飞机或其它装置的承力构件，尤其是有阻燃性能要求的部件     可用于热压罐、模压、真空袋各种成形工艺3.7  片状模塑料（Sheet Molding Compound, SMC ）制备技术         SMC是用UP、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切玻璃纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙稀薄膜包覆起来形成的片状模压成型材料Mg(OH)2Ca(OH)2MgOCaOBPO2%TBP1%DCP1%CHP1%苯乙烯苯乙烯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯乙烯基甲苯乙烯基甲苯邻苯二甲酸二丙烯酯邻苯二甲酸二丙烯酯PMMAPSPVAcPEPVCPB硅酸盐类硅酸盐类碳酸盐类碳酸盐类硫酸盐类硫酸盐类氧化物类氧化物类卵磷酯卵磷酯烷基磷酯酸烷基磷酯酸蜡类蜡类硬酯酸硬酯酸硬酯酸盐类硬酯酸盐类SMC的种类SMCBMCTMC结构SMC高强SMCLS-SMCITP-SMC高弹SMC低密度SMC耐热SMC耐燃SMCBMC（Bulk Molding Compound）,块状模塑料，纤维含量较低，纤维长度较短，填料含量较大，强度比SMC低，适用于制造小型制品TMC（Thick Molding Compound）,厚片状模塑料，SMC一般厚度为6.3mm，TMC厚度可达50.8mm。

减少聚乙烯薄膜的用量，降低成本，应用更广泛按纤维形态与分布不同可分为SMC－R（纤维不规则分布）、SMC－C（连续纤维单向分布）、SMC－D（不连续纤维定向分布）以及SMC－C/R、SMC－D/R纤维含量在30％～70％，树脂采用高反应性的间苯二甲酸聚酯树脂是美国PPG公司最先发展的高强模塑料HMC是一种少加或不加填料，短切纤维含量达60％～80％，玻璃纤维定向分布，树脂含量在35％以下的片状模塑料，具有极好的流动性和成型表面，其制品强度是普通SMC制品的3倍XMC是一种含有70％～80％定向连续玻璃纤维，20％～30％聚酯树脂，加适量或不加填料的片状模塑料玻璃纤维以一定角度交叉布置，标准粗纱角度为82°其制品在一定方向的强度是钢材的4倍，而质量是钢材的1/2低收缩SMC（Low Shrinkage SMC），采用低收缩树脂或加入热塑性低收缩添加剂制造，成品收缩可趋于零，适于制造尺寸精度高和表面光洁度高的制品渗透增稠片状模塑料（Interpeneterating Thicking Process  SMC ）,制品具有高度刚性、耐冲击性、尺寸稳定性3.7.1 山东金源玻璃钢有限公司SMC模塑料工艺流程图3.7.2 SMC机组3.7.2 SMC机组1000mm/SMC机组3.7.3 SMC模塑料树脂糊配方1）国内SMC树脂糊配方      196＃树脂                               100      苯乙烯                                     20      氯乙烯－乙酸乙烯共聚物     20      过氧化二异丙苯                     1      硬脂酸锌                                 2      氧化镁                                     3      碳酸钙                                     1202）国外SMC树脂糊配方      OCF－E980                             100      苯醌                                         500mg/kg      过氧化苯甲酸特丁酯             1      硬脂酸锌                                 2.5      氧化镁                                     1.5      碳酸钙                                     50SMC井盖井盖 防防 眩眩 板板电表箱电表箱3.8 预成型坯模塑料制备技术    预成型坯模塑料是预先将纤维仿制成与制品结构、形状、尺寸相一致的坯料，在模内成型时再加入树脂混合物热压成制品。

深度及外形尺寸较大而形状不太复杂的制品）支耳毛坯编织炭/炭毛坯制备方法（1）喷射预成型短切的纤维和胶粘剂乳液同时喷射到一个旋转的敞开筛模上大尺寸预成型坯，纤维长度可调，纤维分布由手工控制（2）通风室预成型在一个封闭室内将短切的纤维和胶粘剂乳液沉积在筛模上（3）湿浆室预成型短切纤维悬浮在含有胶粘剂的水中，通过泵将水从筛模内抽出，经烘干后即得到预成型坯3.9 预浸料质量控制预浸料预浸料化学性能化学性能物理性能物理性能力学性能力学性能红外光谱红外光谱高压液向色谱高压液向色谱粘性粘性铺覆性铺覆性树脂含量树脂含量树脂流动度树脂流动度凝胶时间凝胶时间挥发分含量挥发分含量剪切性能剪切性能弯曲性能弯曲性能剥离性能剥离性能疲劳性能疲劳性能工艺性能工艺性能。