复合材料实验讲义 - 图文(7)

玻璃布→高温脱蜡→偶联剂处理→烘干→浸胶→烘至B阶段→收卷→剪裁→铺层→层压→脱模修边。

层与层之间完全靠树脂在压力帮助下加温固化而粘牢在一起形成一定厚度的板。生产中除温度、压力因素外，预浸布树脂含量是一重要因素。

四、实验设备及器材

浸胶机、层压机（油压机）、不锈钢薄板、树脂、玻璃布等。

浸胶机如图1所示，包括布架、脱蜡炉、偶联剂浸槽、烘干炉、浸胶槽、烘至B阶树脂的加热炉、收卷等七部分。

图1 玻璃布浸胶机示意图

层压机也是液压机的一种、只是工作平台是多层的，工作原理和操作与油压机类似，如图2所示。

图2 层压机示意图

1—固定横梁；2—导柱；3—压板；4—活动横梁；5—辅助工作缸；

6—辅助油缸柱塞；7—主工作缸；8—主油缸活塞

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层压机的工作台面积大，公称压力大，一般都在1000t以上，有的达3000t甚至更大。常用2000t层压机有18-20层，工作台面尺寸1050mm×1850mm,通常主工作油缸在下面，平台由下向上运行加压，与一般油压机相反。油压机和层压机的加热方式有电热和蒸汽加热两种。本次实验实际上不用这么大的层压机，只能用平台平整光滑的油压机和平整的不锈钢板成型层合板。

本次实验若没有浸胶机，亦可采用手工法浸胶。其方法是将玻璃布剪成1.5m长，布宽视烘炉和层压板宽度而定，将其高温脱蜡后浸偶联剂，晾干或烘干，在一胶槽中浸透树脂，然后用圆管夹住玻璃布，再将玻璃布提抽而过，最后烘至B阶段，待用。这样做的缺点是预浸布含胶量不均匀。

五、实验步骤 1．

浸胶布制作

（1） 选择玻璃布，国内的玻璃布分有碱和无碱，制层压板的多是无碱玻

璃布。玻璃布规格分号，号越大，厚度和单位面积质量也大，例如13号布为160g/m,18号布为240g/m。注意经纬密度各是多少，布宽有900mm和1200mm等多种。

（2） 配置偶联剂水溶液，一般浓度为1?-3?，如树脂选用酚醛树脂，

则偶联剂用KH-550;如是环氧树脂则用KH-550或KH-560；如是不饱和聚酯树脂，偶联剂最好用KH-570,一定不用KH-550。

（3） 配制树脂，对树脂要求是有明显的B阶段，并且浸胶布在常温下

有5-7天以上的存放期。这里提供三个配方供学生选用： ① 氨酚醛树脂的乙醇溶液，60﹪的胶含量；

② 环氧树脂（E-44）100质量份与胶含量为60﹪-65﹪的氨酚醛树脂

100质量份混在一起，经80℃搅拌反应脱水60min-90min，加少量丙酮调至含胶量60﹪可用于浸胶。

③ 不饱和聚酯树脂184#或199#在聚合完毕时不加苯乙烯稀释就直接

出料，冷却后为固体，取其100质量份用40份丙酮溶解，然后配入邻本二甲酸二丙烯酯（DAP）15～20份，过氧化二异丙苯2份，过氧化苯甲酰0.3份，搅匀即可用于浸渍玻璃布制备不饱和聚酯树

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2

2

脂浸胶布。

（4） 制备浸胶布的具体操作：按图1所示进行。脱蜡炉温度调至400℃～

430℃，偶联剂烘炉为110℃～120℃，胶槽后的烘炉调至70℃～90℃，即可开机预浸。在收卷处取样分析如下指标：挥发分高低、胶含量和不容性树脂含量三项。如布发粘，收卷后不易退卷，应提高后炉温度；挥发分过高，不溶性树脂含量低于3％，也应提高后炉温度；反之要降低温度；含胶量由控胶辊的压力控制，一般在33%～37%。

注意浸胶布牵引速度快慢对上述三项亦有影响，一般控制在1.0m/min～3.0m/min的速度为宜，但不能一概而论，因为牵引速度受很多因素影响，如脱蜡炉的长度、浸胶槽的形式与浸渍时间、后炉温度、树脂种类等。

（5）浸胶布的质量指标也往往随层压制品的要求而有差别，千万不要对某

些指标（如含胶量35%左右）看成是不变的，产品的千变万化，浸胶布的质量指标数值最终还是要由产品质量来确定。 （6）收卷密封装袋，待用。

2． 浸胶布铺层和层压成型。

（1） 取浸胶布置于洁净平台上铺平，按规定尺寸剪裁，注意经纬密

度不同的方向性；

（2） 按公式（1）计算浸胶布用量

G=ρAh 公式 1

式中：G—浸胶布总量；g

ρ—层压板密度；g/cm3 A—层压板面积，cm2 h—板预定的厚度，cm

对15mm、10mm、4mm厚度的板各压制一块，以备其他实验用；

（3） 将单片预浸布按预定次序逐层对齐叠合，上、下面各放一张聚

酯膜，并置于两不锈钢薄板之间，然后一起放入层压机中。不

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锈钢板应对齐，以免压力偏斜，使试样厚度不均。

（4） 加热、加压分三个阶段进行：

预热阶段：温度100℃，压力5.0MPa，保温30min；

保温保压阶段：将温度升到165℃～170℃，压力6MPa～10MPa，时间

60min～80min；

降温阶段：保压降温，随层压机冷却，待温度低于60℃后可卸压脱模

取板，最后修边，目测层压板内部分层等缺陷。

思考题

2． 如玻璃布经纬密度不一样，在铺设预浸布时不按中面对称原则，会发生什

么现象，不妨在制备层压板时一试。 3． 层压板可能出现哪些缺陷？又如何解决？ 4． 层压板加压是否也有时机问题？

5． 在连续浸胶生产中如何监督预浸布的质量？

实验 13 热塑性塑料注射成型

一、概述：

热塑性塑料的注射成型其原理是物料在注射机料筒内，受到机械剪切力，摩擦热及外部加热的作用。塑化熔融为流动状态，然后以较高的压力和较快的速度，流经喷嘴注射到温度较低的闭合模具内，经过一定时间冷却之后开启模具，取得制品。

注射成型时，塑料在热、力、水分、氧气等作用下，引起高分子的化学变化之外，主要是一个物理变化过程。塑料的流变性，热性能结晶行为，定向作用等因素，对注射工艺条件及制品性质都会产生很大影响。本实验是按热塑性塑料试样注射制备方法的基本要求制备塑料试样的，然后测定塑料的性能。通过实验要求学生了解实验设备的基本结构，动作原理和使用方法；熟悉制备试样的操作要点；掌握工艺因素，实验设备与注射成型制品的关系。 二、仪器及原料：

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注射成型机 TT80型 1台 试样模具 长条、圆片、哑铃 1组 测温计（量程0-300℃，精确度±2℃） 1只 秒表 一块 原料：ABS、PS、PE和PP等 三、实验步骤及内容： （一） 内容：

根据原料成型工艺特点及试样质量要求，拟出实验方案。

1、 塑料原料的干燥条件； 2、 注射压力、注射速度； 3、 注射、保压、冷却时间； 4、 料筒温度、喷嘴温度；

5、 模具温度、塑化压力、螺杆转速，加料量； 6、 制品后处理条件。

在制样过程中，上列2、3、4、5项内容，可以采用不同的方案，以考察注射工艺条件与试样性能的关系。 （二） 实验步骤

1、 按注射成型机使用说明书或操作规程做好实验设备的检查、维护工作。 2、 用“调整操作”方式，安装好试样模具。

3、 注射机温度仪指示达到实验条件时，再恒温10-20分钟，恒温时间到后，加入塑料进行对空注射。如从喷嘴流出的料条光滑明亮，无变色、银丝、气泡，说明料筒温度和喷嘴温度比较合适，即可按拟出的实验条件用半自动操作方式开动机器，制备试样。此后，每次调整料筒温度也应有适当的恒温时间。

在成型周期固定的情况下，用测温计测定塑料熔体的温度，制样过程中料温测定不少于两次。

4、 在成型周期固定的情况下，用测量计分别测量模具动、定模型腔不同的部位的温度，测量点不少于三处，制样过程中，模温测定不少于两次。

5、 注射压力以注射时螺杆头部施加于塑料的压力表示。

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