《复合材料工艺与设备》 第13章 热塑性片状模塑料.ppt

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1、 课件第13章 热塑性片状模塑料13 13 热塑性片状模塑料及其制品热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺冲压成型工艺1 11 1 定义定义 它它是是以以连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡、短短切切玻玻璃璃纤纤维维毡毡、布布、无无捻捻粗粗纱和热塑性树脂复合而成的一种片状模塑料。纱和热塑性树脂复合而成的一种片状模塑料。热塑性片状模塑料加工制品工艺热塑性片状模塑料加工制品工艺料片预热冲压成型；料片预热冲压成型；热固性片状模塑料加工制品工艺热固性片状模塑料加工制品工艺热压成型。热压成型。热塑性片状模塑料制品与热固性制品特性比较：热塑性片状模塑料制品与热固性制品特性比较：1)1)比强度高比强度高 热塑性片状模

2、塑料强度与手糊玻璃钢相似，见表热塑性片状模塑料强度与手糊玻璃钢相似，见表13-213-2 密度（密度（1.11.11.6 g/cm1.6 g/cm3 3）热固性制品强度见表热固性制品强度见表13-213-2，与热塑性相当，密度，与热塑性相当，密度1.61.6 2.0 g/cm2.0 g/cm3 313.1.1 概述 课件第13章 热塑性片状模塑料2)2)能重复加工成型能重复加工成型 边角余料、废品等可重复加工，节省材料，降低成本。边角余料、废品等可重复加工，节省材料，降低成本。3)3)成型周期短成型周期短 热固性热固性SMCSMC成型周期成型周期6 615min15min 热塑性热塑性SMCS

3、MC成型周期成型周期202060s60s 生产效率高，易于实现自动化、机械化生产。生产效率高，易于实现自动化、机械化生产。4)4)成型压力低成型压力低 热塑性片状模塑料冲压成型压力热塑性片状模塑料冲压成型压力 3 38MPa8MPa 热固性片状模塑料热压成型压力热固性片状模塑料热压成型压力 3 315MPa 15MPa 5)5)贮存期长贮存期长 热塑性片状模塑料可贮存几年以上；热塑性片状模塑料可贮存几年以上；热固性片状模塑料可贮存热固性片状模塑料可贮存3 3个月（常温）个月（常温）13.1.1 概述 课件第13章 热塑性片状模塑料6)6)比热固性玻璃钢具有较高的耐化学腐蚀性、耐水性比热固性玻璃

4、钢具有较高的耐化学腐蚀性、耐水性 和气密性和气密性 7)7)原材料充足、价格便宜、成本低（与手糊比低原材料充足、价格便宜、成本低（与手糊比低2020左右）左右）8)8)机械化程度高机械化程度高 热塑性热塑性CMCM必须采用机械化生产，质量稳定。必须采用机械化生产，质量稳定。9)9)设备一次性投资大设备一次性投资大 热塑性热塑性SMCSMC与注射成型热塑性与注射成型热塑性CMCM的比较：的比较：（1 1）、具有较高的强度和刚度；）、具有较高的强度和刚度；（2 2）、抗冲击性能好；）、抗冲击性能好；（3 3）、产品精度高；）、产品精度高；（4 4）、产产品品尺尺寸寸较较小小时时一一般般采采用用注注

5、射射成成型型（属属短短纤纤维维增增强强）对对于于较较大大型型制制品品，可采用冲压成型（属连续纤维增强）可采用冲压成型（属连续纤维增强）13.1.1 概述 课件第13章 热塑性片状模塑料（5 5）、成型压力较小）、成型压力较小 对模具和压机的要求比注射成型低。对模具和压机的要求比注射成型低。与钢材相比：与钢材相比：（1 1）重量轻，密度小；）重量轻，密度小；（2 2）耐腐蚀；）耐腐蚀；（3 3）形状设计性好，可一次成型较复杂制品）形状设计性好，可一次成型较复杂制品 （4 4）比钢材的生产投资少）比钢材的生产投资少13.1.1 概述 课件第13章 热塑性片状模塑料1 12 2 纤维增强热塑性复合材

6、料的基本性能纤维增强热塑性复合材料的基本性能 纤维增强热塑性复合材料纤维增强热塑性复合材料 高性能复合材料高性能复合材料 通用型复合材料通用型复合材料 2 21 1 高性能复合材料高性能复合材料 是是以以碳碳纤纤维维、芳芳纶纶纤纤维维及及高高强强度度玻玻璃璃纤纤维维增增强强聚聚醚醚醚醚酮酮(PEEK)(PEEK)、聚聚醚醚酮酮(PEK)(PEK)、聚苯硫醚、聚苯硫醚(PPS)(PPS)等高性能树脂等。等高性能树脂等。特点特点 1 1、使用温度高、使用温度高(260)(260)，热固性，热固性CMCM使用温度低于使用温度低于200200 2 2、碳纤维增强的热塑性复合材料密度小、碳纤维增强的热塑

7、性复合材料密度小 13.1.2 高性能复合材料 课件第13章 热塑性片状模塑料2 22 2 通用型热塑性复合材料通用型热塑性复合材料 是指以玻璃纤维增强聚丙烯、聚乙烯、尼龙等是指以玻璃纤维增强聚丙烯、聚乙烯、尼龙等 一般的一般的FRTPFRTP13.1.3 通用型热塑性复合材料 课件第13章 热塑性片状模塑料13132 2 热塑性片状模塑料的生产工艺及设备热塑性片状模塑料的生产工艺及设备生产方法生产方法 湿法湿法 干法干法 层合法层合法 分散法分散法 水分散法水分散法 WTWT法（泡沫分散法）法（泡沫分散法）图图13.1 热塑性片状模塑料制造方法热塑性片状模塑料制造方法 13.2.1 通用型热

8、塑性复合材料 课件第13章 热塑性片状模塑料1 1 原材料原材料 (1)(1)树脂树脂 尼尼龙龙、聚聚乙乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯和和聚聚丙丙烯烯等等。目目前前用用于于生生产产的的只只有有聚丙烯和改性聚丙烯树脂。聚丙烯和改性聚丙烯树脂。(2)(2)增强材料增强材料 玻玻璃璃纤纤维维无无捻捻粗粗纱纱，玻玻璃璃纤纤维维短短切切毡毡、连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡和和针针刺刺连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡等等 。只只是是浸浸润润剂剂有有所所区区别，（使玻纤能与聚丙烯牢固结合）别，（使玻纤能与聚丙烯牢固结合）。聚聚丙丙烯烯的的优优点点：（1 1）密密度度小小；（2 2）抗抗冲冲击击性性好好；（3 3）使使用

9、用温温度度范范围围较较宽宽-40-40100100；（4 4）工工艺艺性性好好，在在熔熔融融条条件件下下的的流流动动性性好好，对对玻玻纤纤的的浸浸渍性好，冷却后固化迅速，由此生产效率高；（渍性好，冷却后固化迅速，由此生产效率高；（5 5）材料来源广，价格低。）材料来源广，价格低。13.2.2 原材料 课件第13章 热塑性片状模塑料2 2 干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备 是是将将连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡和和聚聚丙丙烯烯(或或其其它它热热塑塑性性塑塑料料)薄薄片片叠叠合合后后，经经过过加热、加压、浸渍、冷却定型和切断等工序制造片状模塑料的方法。加热、加压、浸渍、冷却定型和切断等工序制造片

10、状模塑料的方法。优点优点 挤挤板板机机“可可有有可可无无”，粉粉末末状状树树脂脂直直接接撒撒入入毡毡内内，容容易易浸浸透透纤纤维。维。(1)(1)层合法生产热塑性片状模塑料层合法生产热塑性片状模塑料 13.2.3 干法生产工艺及设备 课件第13章 热塑性片状模塑料图图13-2 13-2 干法生产热塑性片状模塑料工艺及设备干法生产热塑性片状模塑料工艺及设备1-1-塑料挤板机；塑料挤板机；2-2-玻璃纤维毡；玻璃纤维毡；3-3-塑料片材；塑料片材；4-4-无端加压带；无端加压带；5-5-加热、加热、挤压装置；挤压装置；6-6-冷却设施；冷却设施；7-7-复合片材；复合片材；8-8-切断器；切断器；

11、9-9-成品成品13.2.3 干法生产工艺及设备123456789 课件第13章 热塑性片状模塑料 (2)(2)分散法生产片状模塑料工艺分散法生产片状模塑料工艺 将将短短切切玻玻璃璃纤纤维维与与聚聚丙丙烯烯或或尼尼龙龙等等树树脂脂粉粉末末在在特特殊殊的的搅搅拌拌机机内内混混合合均匀，然后按设计厚度铺撒均匀，再经加热，加压制成片状模塑料。均匀，然后按设计厚度铺撒均匀，再经加热，加压制成片状模塑料。优点：优点：1)1)增强材料范围广增强材料范围广 2)2)纤维含量控制在纤维含量控制在2020一一4040 3)3)纤维铺层方向可任意选择纤维铺层方向可任意选择 13.2.3 干法生产工艺及设备 课件第

12、13章 热塑性片状模塑料3 3 热塑性片状模塑料湿法生产工艺热塑性片状模塑料湿法生产工艺 将将玻玻璃璃纤纤维维无无捻捻粗粗纱纱切切成成长长7 750mm(50mm(最最佳佳长长度度为为13mm13mm左左右右)的的短短纤纤维维，在在搅搅拌拌器器内内与与粉粉末末状状树树脂脂加加水水搅搅拌拌成成均均匀匀的的悬悬浮浮料料浆浆，用用泵泵将将其其输输送送到到传传送送网网带上，经减压脱水，形成湿毡，再经干燥、切断、收卷成中间产品。带上，经减压脱水，形成湿毡，再经干燥、切断、收卷成中间产品。特点特点 1 1、用短切纤维、粉末状树脂和水或泡沫悬浮液混合料浆、用短切纤维、粉末状树脂和水或泡沫悬浮液混合料浆 2

13、2、纤维含量可达、纤维含量可达202070%70%3 3、产品厚度为、产品厚度为1.271.276.35mm 6.35mm 13.3.1 片状模塑料湿法生产工艺 课件第13章 热塑性片状模塑料图图13-3 13-3 湿法生产热塑性湿法生产热塑性SMCSMC示意图示意图1-1-玻纤纱；玻纤纱；2-2-切断器；切断器；3-3-沉降室；沉降室；4-4-输送带；输送带；5-5-树脂、填料；树脂、填料；6-6-水；水；7-7-拌拌浆槽；浆槽；8-8-泵；泵；9-9-浆槽；浆槽；10-10-浆料；浆料；11-11-真空脱水；真空脱水；12-12-运输带；运输带；13-13-胶粘剂；胶粘剂；14-14-烘干；烘干；15-15-切断；切断；16-16-坯料；坯料；17-17-无端钢带；无端钢带；18-18-加热、加压区；加热、加压区；19-19-成品成品13.3.1 片状模塑料湿法生产工艺 课件第13章 热塑性片状模塑料作业：作业：与热固性片状模塑料相比，热塑性片状模塑料制品有哪些特性？与热固性片状模塑料相比，热塑性片状模塑料制品有哪些特性？13.3.1 片状模塑料湿法生产工艺