各種復(fù)合材料成型工藝

連續(xù)成型工藝

　　復(fù)合材料制品的連續(xù)成型工藝，是指從投入原材料開始，經(jīng)過浸膠、成型、固化、脫模、切斷等工序，直到后獲得成品的整個(gè)工藝過程，都是在連續(xù)不斷地進(jìn)行。

　　根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，連續(xù)成型工藝分為連續(xù)拉擠成型工藝、連續(xù)纏繞成型工藝和連續(xù)制板工藝三種。

　　連續(xù)纏繞成型工藝 主要用于生產(chǎn)不同口徑的玻璃鋼管和罐身。連續(xù)纏繞機(jī)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)省原材料、減少芯模數(shù)量等，但這種工藝技術(shù)含量高、設(shè)備投資大、變徑難度大。另一種工藝是將塑料管擠出技術(shù)和纖維纏繞工藝相結(jié)合，塑料內(nèi)襯玻璃鋼管，擠出的塑料管同時(shí)起到芯模和防腐內(nèi)襯兩個(gè)作用。

　　拉擠成型工藝 主要用于生產(chǎn)各種玻璃鋼型材，如玻璃鋼棒、工字型、角型、槽型、方型、空腹型及異形斷面型材等。目前大的拉擠成型機(jī)，可以生產(chǎn)斷面為800mm×800mm的空腹玻璃鋼型材。新型拉擠成型技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如RIM拉擠成型機(jī)，彎曲形型材拉擠工藝等。

　　連續(xù)制板工藝 主要是用玻璃纖氈、布為增強(qiáng)材料，連續(xù)不斷地生產(chǎn)各種規(guī)格平板，波紋板和夾層結(jié)構(gòu)板等。

　　連續(xù)成型工藝的共同特點(diǎn)：①生產(chǎn)過程完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化身自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高；②生產(chǎn)過程不間斷，制品長(zhǎng)度不限；③產(chǎn)品無(wú)需后加工，生產(chǎn)過程中邊角廢料少，節(jié)省原料和能源；④產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，成品率高；⑤操作方便，省人力、勞動(dòng)條件好；⑥成本低。

拉擠成型工藝

　　拉擠成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維束、帶或布等，在牽引力的作用下，通過擠壓模具成型、固化，連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的玻璃鋼型材。這種工藝適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材，如棒、管、實(shí)體型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（門窗型材、葉片等）等。

　　拉擠成型是復(fù)合材料成型工藝中的一種特殊工藝，其優(yōu)點(diǎn)是：①生產(chǎn)過程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，生產(chǎn)效率高；②拉擠成型制品中纖維含量可高達(dá)80%，浸膠在張力下進(jìn)行，能充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用，產(chǎn)品強(qiáng)度高；③制品縱、橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整，可以滿足不同力學(xué)性能制品的使用要求；④生產(chǎn)過程中無(wú)邊角廢料，產(chǎn)品不需后加工，故較其它工藝省工，省原料，省能耗；⑤制品質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，長(zhǎng)度可任意切斷。

　　拉擠成型工藝的缺點(diǎn)是產(chǎn)品形狀單調(diào)，只能生產(chǎn)線形型材，而且橫向強(qiáng)度不高。

　　（1）拉擠工藝用原材料

　?、贅渲w 在拉擠工藝中，應(yīng)用多的是不飽和聚酯樹脂，約占本工藝樹脂用量的90以上，另外還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。

　?、谠鰪?qiáng)材料 拉擠工藝用的增強(qiáng)材料，主要是玻璃纖維及其制品，如無(wú)捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可以選用芳綸纖維、碳纖維及金屬纖維等。不論是哪種纖維，用于拉擠工藝時(shí)，其表面都必須經(jīng)過處理，使之與樹脂基體能很好的粘接。

　?、圯o助材料 拉擠工藝的輔助材料主要有脫模劑和填料。

　?。?）拉擠成型模具

　　模具是拉擠成型技術(shù)的重要工具，一般由預(yù)成型模和成型模兩部分組成。①預(yù)成型模具 在拉擠成型過程中，增強(qiáng)材料浸漬樹脂后（或被浸漬的同時(shí)），在進(jìn)入成型模具前，必須經(jīng)過由一組導(dǎo)紗元件組成的預(yù)成型模具，預(yù)成型模的作用是將浸膠后的增強(qiáng)材料，按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型模控形狀和尺寸的預(yù)成型體，然后進(jìn)入成型模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。②成型模具 成型模具橫截面面積與產(chǎn)品橫截面面積之比一般應(yīng)大于或等于10，以保證模具有足夠的強(qiáng)度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。拉擠模具長(zhǎng)度是根據(jù)成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定，以保證制品拉出時(shí)達(dá)到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要求光潔，耐磨，借以減少拉擠成型是的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。

　　（3）拉擠成型工藝

　　拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預(yù)成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無(wú)捻粗紗從紗架引出后，經(jīng)過排紗器進(jìn)入浸膠槽浸透樹脂膠液，然后進(jìn)入預(yù)成型模，將多余樹脂和氣泡排出，再進(jìn)入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機(jī)連續(xù)不斷地從模具拔出，后由切斷機(jī)定長(zhǎng)切斷。在成型過程中，每道工序都可以有不同方法：如送紗工序，可以增加連續(xù)纖維氈，環(huán)向纏繞紗或用三向織物以提高制品橫向強(qiáng)度；牽引工序可以是履帶式牽引機(jī)，也可以用機(jī)械手；固化方式可以是模內(nèi)固化，也可以用加熱爐固化；加熱方式可以是高頻電加熱，也可以用熔融金屬（低熔點(diǎn)金屬）等。

　　（4）其它拉擠成型工藝

　　拉擠成型工藝除立式和臥式機(jī)組外，尚有彎曲形制品拉擠成型工藝，反應(yīng)注射拉擠工藝和含填料的拉擠工藝等。

連續(xù)纏管工藝

　　連續(xù)纏管工藝與定長(zhǎng)玻璃鋼管相比有如下特點(diǎn)：①生產(chǎn)連續(xù)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和快速固化，生產(chǎn)效率高；②需要的輔助設(shè)備少，特別是模具需用量少，產(chǎn)品更換投資少；③產(chǎn)品長(zhǎng)度可任意切斷，使用長(zhǎng)這（12m或15m），可以減少管接頭數(shù)量，降低工程造價(jià)；④生產(chǎn)過程自動(dòng)化，工藝參數(shù)集中控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證。

　　另一種連續(xù)制管工藝采用塑料管和玻璃鋼復(fù)合工藝，即EPF法，用此法生產(chǎn)的復(fù)合材料管比普通玻璃鋼管的防腐、抗?jié)B性好。

　?。?）連續(xù)纏管原料

　　連續(xù)纏管用的原材料，要同是滿足產(chǎn)品的使用要求和工藝生產(chǎn)要求。

　?、僭鰪?qiáng)材料 根據(jù)玻璃鋼管和PVC/玻璃鋼復(fù)合管的生產(chǎn)要求，增強(qiáng)材料品種有表面氈，短切玻纖氈或針刺復(fù)合氈與表面氈合用，無(wú)捻粗紗。

　　②樹脂基體 連續(xù)纏管用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂。連續(xù)纏管工藝對(duì)樹脂的要求是：粘度適當(dāng)，易浸透纖維，凝膠時(shí)間長(zhǎng)，固化時(shí)間短，固化放熱低，固化收縮小。

　　③輔助材料 為了提高管材的剛度，常加入石英砂，其添加量可達(dá)30%（高）。脫模劑用聚酯薄膜，薄膜裁成帶，寬度為鋼帶寬度一倍，纏繞搭接1/2。

　　（2）連續(xù)纏管工藝

　　連續(xù)纏管是用預(yù)浸玻璃纖維紗或帶（或現(xiàn)浸），按設(shè)計(jì)的纏繞規(guī)律纏繞在芯模上，經(jīng)外、內(nèi)加熱固化成型，在芯模上鋼帶推動(dòng)下，連續(xù)不斷地向前推進(jìn)，脫模，再經(jīng)二次固化后定長(zhǎng)切斷。改變管徑時(shí)，只需要更換制管機(jī)的芯模便可。

連續(xù)制板工藝

　　連續(xù)制板工藝始于二戰(zhàn)后FRP工業(yè)由軍轉(zhuǎn)民時(shí)代，我國(guó)自1965年初開始研究，首先研究成功的是鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚氯乙波形板生產(chǎn)紅，產(chǎn)品為橫波形瓦，70年代在上海研制成縱波聚酯玻璃鋼生產(chǎn)線，80年代先后引進(jìn)3條板材連續(xù)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。

　　玻璃鋼波形板是建筑工業(yè)中用量大的一種產(chǎn)品。主要用于臨時(shí)建筑工程、工業(yè)建筑的屋頂采光及農(nóng)業(yè)溫室。與傳統(tǒng)的石棉瓦相比，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，抗沖擊，能透光及美觀耐久等特點(diǎn)。

　　玻璃鋼波形板分為縱波板和橫波板兩類，縱波板的波紋方向平行于板的長(zhǎng)邊，橫波板的波紋方向垂直于板的長(zhǎng)邊。就波紋形狀而言，有標(biāo)準(zhǔn)型連續(xù)圓弧波，連續(xù)異形波紋和不連續(xù)異形波紋。

　　連續(xù)制板工藝，國(guó)內(nèi)外大致相同，只是在設(shè)備的局部構(gòu)造和工藝措施方面略有不同。

熱塑性復(fù)合材料成型工藝

　　熱塑性復(fù)合材料是以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等增強(qiáng)各種熱塑性樹脂的總稱，國(guó)外稱FRTP（Fiber Rinforced Thermo Plastics）。由于熱塑性樹脂和增強(qiáng)材料種類不同，其生產(chǎn)工藝和制成的復(fù)合材料性能差別很大。

　　從生產(chǎn)工藝角度分析，塑性復(fù)合材料分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩大類：（1）短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①注射成型工藝；②擠出成型工藝；③離心成型工藝。（2）連續(xù)纖維增強(qiáng)及長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①預(yù)浸料模壓成型；②片狀模塑料沖壓成型；③片狀模塑料真空成型；④預(yù)浸紗纏繞成型；⑤拉擠成型。

　　熱塑性復(fù)合材料的特殊性能如下：

　?。?）密度小、強(qiáng)度高 熱塑性復(fù)合材料的密度為1.1～1.6g/cm3，僅為鋼材的1/5～1/7，比熱固性玻璃鋼輕1/3～1/4。它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得更高的機(jī)械強(qiáng)度。一般來(lái)講，不論是通用塑料還是工程塑料，用玻璃纖維增強(qiáng)后，都會(huì)獲得較高的增強(qiáng)效果，提高強(qiáng)度應(yīng)用檔次。

　　（2）性能可設(shè)計(jì)性的自由度大 熱塑性復(fù)合材料的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能，都是通過合理選擇原材料種類、配比、加工方法、纖維含量和鋪層方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于熱塑性復(fù)合材料的基體材料種類比熱固性復(fù)合材料多很多，因此，其選材設(shè)計(jì)的自由度也就大得多。

　?。?）熱性能 一般塑料的使用溫度為50～100℃，用玻璃纖維增強(qiáng)后，可提高到100℃以上。尼龍6的熱變形溫度為65℃，用30%玻纖增強(qiáng)后，熱形溫度可提高到190℃。聚醚醚酮樹脂的耐熱性達(dá)220℃，用30%玻纖增強(qiáng)后，使用溫度可提高到310℃，這樣高的耐熱性，熱固性復(fù)合材料是達(dá)不到的。熱塑性復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)比未增強(qiáng)的塑料低1/4～1/2，能夠降低制品成型過程中的收縮率，提高制品尺寸精度。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3～0.36W(㎡·K)，與熱固性復(fù)合材料相似。

　?。?）耐化學(xué)腐蝕性 復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性，主要由基體材料的性能決定，熱塑性樹脂的種類很多，每種樹脂都有自己的防腐特點(diǎn)，因此，可以根據(jù)復(fù)合材料的使用環(huán)境和介質(zhì)條件，對(duì)基體樹脂進(jìn)行優(yōu)選，一般都能滿足使用要求。熱塑性復(fù)合材料的耐水性優(yōu)于熱固性復(fù)合材料。

　?。?）電性能 一般熱塑性復(fù)合材料都具有良好的介電性能，不反射無(wú)線電電波，透過微波性能良好等。由于熱塑性復(fù)合材料的吸水率比熱固性玻璃鋼小，故其電性能優(yōu)于后者。在熱塑性復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料后，可改善其導(dǎo)電性能，防止產(chǎn)生靜電。

　　（6）廢料能回收利用 熱塑性復(fù)合材料可重復(fù)加工成型，廢品和邊角余料能回收利用，不會(huì)造成環(huán)境污染。

　　由于熱塑性復(fù)合材料有很多優(yōu)于熱固性玻璃鋼的特殊性能，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從國(guó)外的應(yīng)用情況分析，熱塑性復(fù)合材料主要用于車輛制造工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面。

　　1、注射成型工藝

　　注射成型是熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法，歷史悠久，應(yīng)用廣。其優(yōu)點(diǎn)是：成型周期短，能耗小，產(chǎn)品精度高，一次可成型開關(guān)復(fù)雜及帶有嵌件的制品，一模能生產(chǎn)幾個(gè)制品，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是不能生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品和對(duì)模具質(zhì)量要求較高。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，注射成型的大產(chǎn)品為5kg，小到1g，這種方法主要用來(lái)生產(chǎn)各種機(jī)械零件，建筑制品，家電殼體，電器材料，車輛配件等。

　　2、擠出成型工藝

　　擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的工藝之一。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)過程連續(xù)，生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握等。擠出成型工藝主要用于生產(chǎn)管、棒、板及異型斷面型等產(chǎn)品。增強(qiáng)塑料管玻纖增強(qiáng)門窗異型斷面型材，在我國(guó)有很大市場(chǎng)。擠出成型復(fù)合材料制品的工藝流程如下：

　　3、纏繞成型工藝

　　熱塑性復(fù)合材料的纏繞成型工藝原理和纏繞機(jī)設(shè)備與熱固性玻璃的一樣，不同的是熱塑性復(fù)合材料纏繞制品的增強(qiáng)材料不是玻纖粗紗，而是經(jīng)過浸膠（熱塑性樹脂）的預(yù)浸紗。因此，需要在纏繞機(jī)上增加預(yù)浸紗預(yù)熱裝置和加熱加壓輥。纏繞成型時(shí)，先將預(yù)浸紗加熱到軟化點(diǎn)，再與芯模的接觸點(diǎn)加熱，并加壓輥加壓，使其熔接成一個(gè)整體。

　　4、熱塑性復(fù)合材料拉擠成型

　　熱塑性復(fù)合材料的拉擠成型工藝與熱固性玻璃鋼的基本相似。只要把進(jìn)入模具前的浸膠方法加以改造，生產(chǎn)熱固性玻璃鋼的設(shè)備便可使用。生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料拉擠產(chǎn)品的增強(qiáng)材料有兩種：一種是經(jīng)過浸膠的預(yù)浸紗或預(yù)浸帶，另一種是未浸膠的纖維或纖維帶。

　　5、焊接層合法

　　此法系利用熱塑性復(fù)合材料的可焊性，生產(chǎn)復(fù)合材料板材。其方法如下：先在工作臺(tái)上壓鋪一層預(yù)浸料（一般寬500mm），鋪第二層浸料時(shí)，開動(dòng)壓輥的焊接器，使預(yù)浸料進(jìn)入壓輥下，焊接器使上下兩層預(yù)浸料在幾秒鐘內(nèi)同時(shí)受熱熔化，當(dāng)機(jī)器向前移動(dòng)時(shí)，預(yù)浸料在壓輥的壓力（0.3MPa）作用下粘合成一體。如此重復(fù)，可生產(chǎn)任意厚度的板材。

　　6、熱塑性片狀模塑料制品沖壓成型工藝

　　熱塑性片狀模塑制品沖壓成型與熱固性SMC壓制成型不同，它要先將坯料預(yù)熱，然后再放放模具加壓成型。

　　7、熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)

　　熱塑性復(fù)合材料的連接方法很多，例舉如下：①鉚接 用于熱塑性復(fù)合材料鉚接用的鉚釘，一般都是用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制造，好是用拉擠棒材制造。施工時(shí)，鉚釘預(yù)熱到可以加壓塑變的溫度，鉚釘與孔徑應(yīng)能嚴(yán)密配合，不能大，也不能小。也可以用金屬螺栓。鉚接的優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊性好，無(wú)電化學(xué)腐蝕，價(jià)格便宜。②焊接 熱塑性復(fù)合材料的焊接處理，是將被連接材料的焊接表面加熱到熔化狀態(tài)，然后搭接加壓，使之接成一體。復(fù)合材料焊接原理與塑料焊接相似，但必須注意焊接處的纖維增強(qiáng)效果不能降低很多。③管件對(duì)接焊 熱塑性復(fù)合材料管的對(duì)接焊方法有直接對(duì)接和補(bǔ)強(qiáng)對(duì)接焊兩種。這種連接方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)施工，不需對(duì)管子進(jìn)行機(jī)械加工，連接強(qiáng)度高，不易斷裂。缺點(diǎn)是成本高，工藝要求嚴(yán)格，要保證尺寸緊密配合。④纏繞焊接 用預(yù)浸帶沿焊縫手工或機(jī)械纏繞，同是用火焰噴槍對(duì)接觸點(diǎn)加熱熔融，使之與被連接件粘牢。選擇預(yù)浸帶時(shí)，要注意纖維的方向和含量。此法較實(shí)用，被連接材料能保留較好的性能，但易出現(xiàn)加熱不均的現(xiàn)象。⑤薄板超聲波焊接 此法是用超聲波對(duì)被連接處進(jìn)行加熱焊接，一般能夠獲得較高的連接強(qiáng)度。

其它成型工藝

　　聚合物基復(fù)合材料的其它成型工藝，主要指離心成型工藝、澆鑄成型工藝、彈性體貯存樹脂成型工藝（ERM）、增強(qiáng)反應(yīng)注射成型工藝（RRIM）等。

　　1、離心成型工藝

　　離心成型工藝在復(fù)合材料制品生產(chǎn)中，主要是用于制造管材（地埋管），它是將樹脂、玻璃纖維和填料按一定比例和方法加入到旋轉(zhuǎn)的模腔內(nèi)，依靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使物料擠壓密實(shí)，固化成型。

　　離心玻璃鋼管分為壓力管非壓力管兩類，其使用壓力為0～18MPa。這種管的管徑一般為φ400～φ2500mm，大管徑或達(dá)5m，以φ1200mm以上管徑經(jīng)濟(jì)效果佳，離心管的長(zhǎng)度2～12m，一般為6 m。

　　離心玻璃鋼管的優(yōu)點(diǎn)很多，與普通玻璃鋼管和混凝土管相比，它強(qiáng)度高、重量輕，防腐、耐磨（是石棉水泥管的5～10倍）、節(jié)能、耐久（50年以上）及綜合工程造價(jià)低，特別是大口徑管等；與纏繞加砂玻璃鋼管相比，其大特點(diǎn)是剛度大，成本低，管壁可以按其功能設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu)。離心法制管質(zhì)量穩(wěn)定，原材料損耗少，其綜合成本低于鋼管。離心玻璃鋼管可埋深15m，能隨真空及外壓。其缺點(diǎn)是內(nèi)表面不夠光滑，水力學(xué)特性比較差。

離心玻璃鋼管的應(yīng)用前景十分廣闊，其主要應(yīng)用范圍包括：給水及排水工程干管，油田注水管、污水管、化工防腐管等。

　?。?）原材料

　　生產(chǎn)離心管的原材料有樹脂、玻璃纖維及填料（粉狀和粒狀填料）等。

　　樹脂 應(yīng)用廣的是不飽和聚酯樹脂，可根據(jù)使用條件和工藝要求選擇樹脂牌號(hào)和固化劑。

　　增強(qiáng)材料 主工是玻璃纖維及其制品。玻纖制品有連續(xù)纖維氈、網(wǎng)格布及單向布等，制造異形斷面制品時(shí)，可先將玻纖制成預(yù)制品，然后放入模內(nèi)。

　　填料 填料的作是用增加制品的剛度、厚度、降低成本，填料的種類要根據(jù)使用要求選擇，一般為石英砂、石英粉、輝綠巖粉等。

　?。?）工藝流程

　　離心制管工藝流程如下：

離心制管的加料方法與纏繞成型工藝不同，加料系統(tǒng)是把樹脂、纖維和填料的供料裝置，統(tǒng)一安裝在可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小車上。

　　（3）模具

　　離心法生產(chǎn)玻璃鋼管的模具，主要是鋼模，模具分整體式和拼裝式兩種：小于φ800mm管的模具，用整體式，大于φ800mm管的模具，可以用拼裝式。

　　模具設(shè)計(jì)要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止旋轉(zhuǎn)、震動(dòng)過程中變形。模具由管身、封頭、托輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成，小直徑管身可用無(wú)縫鋼管。封頭的作用是增加管模端頭的強(qiáng)度和防止物料外流。托輪箍的作用是支撐模具，傳遞旋轉(zhuǎn)力，使模具在離心機(jī)上高速度旋轉(zhuǎn)，模具的管身內(nèi)表面必須平整，光滑，一般都要精加工和拋光，保證順利脫模。

　　2、澆注成型工藝

　　澆注成型主要用于生產(chǎn)無(wú)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制品，如人造大理石，鈕扣、包埋動(dòng)、植物標(biāo)本、工藝品、錨桿固定劑、裝飾板等。

　　澆注成型比較簡(jiǎn)單，但要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，則需要熟練的操作技術(shù)。

　?。?）鈕扣生產(chǎn)工藝

　　用聚酯樹脂澆注的鈕扣，具有硬度高，光澤好，耐磨、耐燙、耐干洗、花色品種多及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外已基本取代了有機(jī)玻璃鈕扣，占鈕扣市場(chǎng)80%以上。

生產(chǎn)鈕扣的原料主要是不飽和聚酯樹脂、固化劑（引發(fā)劑采用過氧化甲乙酮）和輔助材料（包括色漿、珠光粉、觸變劑等）。

　　聚酯鈕扣采用離心澆注式棒材澆注法生產(chǎn)，先制成板材或棒材，然后經(jīng)切板、切棒制成鈕扣，再經(jīng)熱處理、刮面、刮底、銑槽、打眼、拋光等工序制成鈕扣。

　?。?）人造石材生產(chǎn)工藝

　　人造石材是用不飽和聚酯樹脂和填料制成的。由于所選用的填料不同，制成的人造石材分為人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗石和聚酯混凝土等。

　　生產(chǎn)人造石材的原材料是不飽和聚酯樹脂，填料和顏料：①樹脂 生產(chǎn)人造石材的樹脂分面層和結(jié)構(gòu)層兩各，表面裝飾層樹脂要求收縮性小，有韌性、硬度好，耐熱、耐磨、耐水等，同時(shí)要求易調(diào)色。辛戌二醇鄰苯型樹脂用于人造石材，辛戌二醇間苯型樹脂用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具。固化體系，常用過氧化甲乙酮、萘酸鈷溶液。②填料 生產(chǎn)人造石材的填料有很多，生產(chǎn)人造大理石的填料是大理石粉，石英粉、白云石粉、碳酸鈣粉等，生產(chǎn)人造花崗石的填料是用粒料級(jí)配，不同品種花崗石用不同色彩的粒料，生產(chǎn)人瑪瑙的填料要有一定透明性，一般選用氫氧化鋁或三氧化二鋁等。③顏料 生產(chǎn)人造石材需要各色顏料，如制人造大理石或人造瑪瑙浴盆，應(yīng)選擇耐熱、耐水的色漿，制造裝飾板及工藝品時(shí)，要選用耐光、耐水及耐久的顏料。

　　生產(chǎn)人造大理石、花崗石板材用的模具材料有玻璃鋼、不銹鋼、塑料、玻璃等。生產(chǎn)人造石板材的模板，要求表面平整，光澤、有足夠的強(qiáng)度和剛度，能經(jīng)受生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)力、搬運(yùn)荷載及碰撞等。

　　3、彈性體貯樹脂模塑成型技術(shù)

　　彈性體貯樹脂模塑成型（Elastic Reservir Molding, ERM）是80年代在歐美出現(xiàn)的新工藝，它是用柔性材料（開孔聚氨酯泡沫塑料）作為芯材并滲入樹脂糊。這種滲有樹脂糊的泡沫體留在成型好的ERM材料中間，泡沫體使ERM制成的產(chǎn)品密度降低，沖擊強(qiáng)度和剛度提高，故可稱為壓制成型的夾層結(jié)構(gòu)制品。

　　ERM與SMC一樣，同屬于模壓成型的片狀模塑料，只是由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，給它帶來(lái)優(yōu)于SMC的特點(diǎn)：（1）重量輕：ERM比用氈和SMC制成的制品輕30%以上；（2）ERM制品的比剛度優(yōu)于SMC、鋁和鋼制成的制品；（3）搞沖擊強(qiáng)度高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM比SMC的抗沖擊強(qiáng)度高很多；（4）物理力學(xué)性能高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM制品的物理力學(xué)性能優(yōu)于SMC制品；（5）投資費(fèi)用低：ERM成型機(jī)組比SMC機(jī)組簡(jiǎn)單，ERM制品成型壓力比SMC制品低10倍左右，故生產(chǎn)ERM制品時(shí)可以采用低噸位壓機(jī)和低強(qiáng)度材料模具，從而減少建投資。

　　ERM制品生產(chǎn)工藝分為ERM制造和ERM制品成型兩個(gè)過程：

　　（1）ERM生產(chǎn)工藝 ERM生產(chǎn)原材料為開孔聚氨酯泡沫塑料，各種纖維制品（如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維制成的短切氈、連續(xù)纖維氈、針織氈等）和各種熱固性樹脂。其生產(chǎn)過程如下：先在ERM機(jī)組上將調(diào)好的樹脂糊浸漬開孔聚氨酯泡沫塑料，通過涂刮器將樹脂糊涂到泡沫上，用壓輥將樹脂糊壓擠到泡沫體的孔內(nèi)，然后將兩層泡沫復(fù)合到一起，后在上下兩個(gè)面鋪放玻纖維氈或其它纖維制品，制成ERM夾層材料，切割成適宜的尺寸，用于壓制成型或貯存。

　　（2）ERM制品生產(chǎn)工藝 ERM制品生產(chǎn)過程與其它熱固性模壓料（玻纖布或氈預(yù)浸料、SMC等）相比，需要在熱壓條件下固化成型，但成型壓力比SMC小很多，大約是SMC成型壓力的1/10，為0.5～0.7MPa。

　　ERM技術(shù)目前主要用于汽車工業(yè)材料和輕質(zhì)建筑復(fù)合材料工業(yè)。由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)，是適用于生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)的組合部件，各種輕質(zhì)板材，活動(dòng)房屋、雷達(dá)罩，房門等。在汽車工業(yè)中的制品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險(xiǎn)杠、車門、底板等。

　　4、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑技術(shù)

　　增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑工藝（Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM）是利用高壓沖擊來(lái)混合兩種單體物料及短纖維增強(qiáng)材料，并將其注射到模腔內(nèi)，經(jīng)快速固化反應(yīng)形成制品的一種成型方法。如果不用增強(qiáng)材料，則稱為反應(yīng)注射模塑（ReactionInjection Moling, RIM）。采用連續(xù)纖維增強(qiáng)時(shí)，稱為結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑（Structure Reaction Injection Molding, SRIM）。

　　RRIM的原材料分樹脂體系和增強(qiáng)材料兩類

　?。?）樹脂體系 生產(chǎn)RRIM的樹脂應(yīng)滯如下要求：①必須由兩種以上的單體組成；②單體在室溫條件下能保持穩(wěn)定；③粘度適當(dāng)，容易用泵輸送；④單體混合后，能快速固化；⑤固化反應(yīng)不產(chǎn)生副產(chǎn)物。應(yīng)用多的是聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。

　　（2）增強(qiáng)材料 常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。為了增加增強(qiáng)材料與樹脂的粘接強(qiáng)度，上述增強(qiáng)材料都采用增強(qiáng)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。

　　RRIM的工藝特點(diǎn)：①產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，可以生產(chǎn)大尺寸部件；②成型壓力低（0.35～0.7MPa），反應(yīng)成型時(shí)，無(wú)模壓應(yīng)力，產(chǎn)品在模內(nèi)發(fā)熱量小；③制品收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，因加有大量填料和增強(qiáng)材料，減少了樹脂固化收縮；④制品鑲嵌件工藝簡(jiǎn)便；⑤制品表面質(zhì)量好，玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐熱性；⑥生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，模具費(fèi)用低，成型周期短，制品生產(chǎn)成本低。

　　RRIM制品的大用戶是汽車工為，可做汽車保險(xiǎn)杠、儀表盤，高強(qiáng)度RRIM制品可以做汽車的結(jié)構(gòu)材料、承載材料。由于其成型周期短，性能可設(shè)計(jì)，在電絕緣工程、防腐工程、機(jī)械儀表工業(yè)中代替工程塑料及高分子合金應(yīng)用。