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第一章 概论 1

1.1 概论 1

1.2 常用热固性塑料 1

1.2.1 热固性塑料的结构 1

1.2.2 结构和性能的关系 4

1.2.2.1 耐热性能 4

1.2.2.2 力学性能 5

1.2.3 常用热固性塑料 6

1.2.3.1 热固性不饱和聚酯 6

1.2.3.2 环氧树脂 12

1.2.3.3 酚醛树脂 14

1.2.3.4 双马来酞亚胺树脂 16

1.2.3.5 热固性聚酸亚胺树脂 20

1.2.3.6 氰酸酯树脂 22

1.2.3.7 其他热固性树脂 25

1.3 纤维增强热固性塑料 27

1.3.1 增强材料 27

1.3.2 纤维增强热固性塑料特性 30

1.3.2.1 各向异性 30

1.3.2.2 界面性能 31

1.4 热固性塑料成型工艺概述 33

1.4.1 热固性塑料灌封、浇铸成型工艺 33

1.4.2 热固性塑料覆铜箔层压板成型工艺 34

1.4.3 手糊成型技术 34

1.4.4 模压成型工艺 35

1.4.5 树脂传递模塑成型工艺 37

1.4.6 纤维缠绕成型工艺技术 39

1.4.7 拉挤成型工艺技术 40

1.4.8.2 热压罐成型工艺 41

1.4.8 热压罐成型工艺 41

1.4.8.1 预浸料制备工艺 41

1.4.9 纤维增强热固性塑料损伤修理 43

1.5 热固性塑料的应用 45

参考文献 45

第二章 热固性塑料浇铸成型 47

2.1 浇铸成型的种类 47

2.1.1 静态浇铸 47

2.1.1.1 静态浇铸对热固性树脂的要求 47

2.1.1.2 静态浇铸的分类 47

2.1.1.3 静态浇铸模具 48

2.1.2 嵌铸 48

2.1.2.2 嵌铸用模具 49

2.1.2.3 嵌铸工艺过程 49

2.1.2.1 选择嵌铸用树脂的原则 49

2.1.3 离心浇铸 50

2.1.3.1 离心浇铸的特点 50

2.1.3.2 立式离心浇铸 51

2.1.3.3 水平式离心浇铸 52

2.2 环氧树脂浇铸 53

2.2.1 固化剂 53

2.2.2 其他添加剂 53

2.2.3 浇铸料制造工艺 55

2.2.4 模具和脱模剂 57

2.2.5 浇铸和固化工艺 57

2.2.6 环氧树脂浇铸工艺在电子绝缘中的应用 59

2.2.6.1 大型浇铸胶 60

2.2.6.4 耐热性浇铸胶 61

2.2.6.2 耐户外气候性浇铸胶 61

2.2.6.3 耐SF6分解气体浇铸胶 61

2.2.6.5 阻燃型浇铸树脂 64

2.2.6.6 环氧树脂浇铸应用实例 64

2.3 不饱和聚酯树脂的浇铸 67

2.3.1 人造大理石与人造玛瑙 68

2.3.1.1 主要性能要求 68

2.3.1.2 主要原材料 68

2.3.1.3 制品设计原则 71

2.3.1.4 制造工艺 71

2.3.1.5 裂纹与缺陷的防止 74

2.3.2.1 原材料 75

2.3.2.2 生产工艺 75

2.3.2 聚酯钮扣的生产 75

2.4 聚酞胺浇铸 76

2.4.1 反应机理 77

2.4.2 原材料规格及用量 77

2.4.3 浇铸工艺 78

2.4.4 影响因素 78

2.4.5 MC尼龙浇铸产品容易出现的问题及解决方法 79

参考文献 79

第三章 手糊成型技术 81

3.1 概论 81

3.2 原材料 82

3.2.1 玻璃纤维及其织物 82

3.2.2 树脂基体 83

3.2.3 辅助材料 84

3.3.1 原材料准备 88

3.3 手糊成型技术 88

3.3.1.1 玻璃纤维织物的准备 89

3.3.1.2 树脂胶液的配制 89

3.3.2 模具的准备 91

3.3.3 手糊工具的准备 95

3.3.4 胶衣层的制备 95

3.3.5 糊制 96

3.3.6 固化及后处理 99

3.3.7 脱模、修整及装配 100

3.3.8 制件中产生缺陷的原因及其防止方法 100

3.4 喷射成型技术 103

3.4.1 喷射成型技术 103

3.4.2 喷射成型设备 104

3.4.3 喷射成型常见缺陷分析 105

3.5 手糊成型技术的应用 106

3.5.1 玻璃钢小艇的制作 106

3.5.2 玻璃钢浴缸的制造 107

参考资料 109

第四章 模压成型工艺与设备 110

4.1 概论 110

4.1.1 模压工艺简介 110

4.1.2 模压成型工艺分类 110

4.1.2.1 模塑粉模压法 111

4.1.2.2 吸附预成型坯模压法 111

4.1.2.3 团状模塑料和散状模塑料模压法 111

4.1.2.4 片状模塑料模压成型法 112

4.1.2.5 其他模压法 113

4.2.1.2 增强材料 114

4.2.1.1 树脂 114

4.1.3 模压成型工艺的特点及应用 114

4.2 模压料的制备 114

4.2.1 模压料用原材料 114

4.2.1.3 填料 115

4.2.1.4 增稠剂 116

4.2.1.5 着色剂 119

4.2.1.6 低收缩添加剂 119

4.2.2 模塑粉的制备 120

4.2.2.1 干法生产 120

4.2.2.2 湿法生产 123

4.2.3 团状模塑料(DMC)和散状模塑料(BMC)的制备 123

4.2.3.1 常用配方 123

4.2.3.2 制备过程 124

4.2.3.3 混料工艺过程中的影响因素 124

4.2.4.2 生产工艺 126

4.2.4 片状模塑料(SMC)的制备 126

4.2.4.1 SMC配方 126

4.2.4.3 SMC典型参数 130

4.2.5 吸附预成型坯的制备 131

4.2.5.1 材料及配方 131

4.2.5.2 预成型用设备 132

4.2.5.3 预成型对设备的要求 134

4.2.6 短纤维模压料的制备 135

4.2.6.1 短纤维模压料的典型配方 135

4.2.6.2 短纤维模压料的制备 136

4.2.6.3 短纤维模压料制备过程中主要控制的几个因素 140

4.2.7 其他模塑料的制备 141

4.2.7.1 ZMC模塑料注射技术 141

4.2.7.2 高强度片状模塑料HMC、XMC 142

4.2.7.3 厚模塑料TMC 143

4.2.8 模压料的存放及性能测试 145

4.2.8.1 模压料的存放 145

4.2.8.2 模压料的性能测试 146

4.2.8.3 模压料的流动性 149

4.3 模压成型工艺 150

4.3.1 概述 150

4.3.2 压制前的准备 151

4.3.2.1 装料量的计算 151

4.3.2.2 脱模剂的涂刷 151

4.3.2.3 预压 151

4.3.2.4 预热和干燥 154

4.3.3.1 嵌件安装 157

4.3.3 模压成型工艺 157

4.3.2.5 表压值的计算 157

4.3.3.2 装模和装料 158

4.3.3.3 模压工艺 158

4.3.3.4 制品的后处理 161

4.3.3.5 修饰及辅助加工 161

4.3.4 常用模压料的成型工艺 162

4.3.4.1 短纤维模压料成型工艺 162

4.3.4.2 DMC(BMC)成型工艺 163

4.3.4.3 SMC的模压成型工艺 164

4.3.4.4 预成型坯的模压成型工艺 166

4.3.4.5 聚酯料团制品的表面装饰成型 168

4.3.5 模压工艺中易出现问题及解决方法 170

4.4.1 脱模斜度 173

4.4 模压制品设计 173

4.4.2 壁厚 174

4.4.3 圆角 176

4.4.4 加强筋与凸台 177

4.4.4.1 加强筋 177

4.4.4.2 凸台 178

4.4.5 嵌件 179

4.4.6 孔与侧凹 180

4.4.7 螺纹设计 181

4.5 模压成型模具 181

4.5.1 概述 181

4.5.1.1 压模结构 182

4.5.1.2 压模的分类 182

4.5.2.2 制品结构与压模的关系 184

4.5.2 影响模压成型模具的因素 184

4.5.2.1 模压料工艺特性与压模结构的关系 184

4.5.3 模压成型模具与压机的关系 187

4.5.3.1 成型压力的计算 187

4.5.3.2 脱模力及压机顶出杆行程的计算 187

4.5.3.3 压机工作台行程与压模闭合高度的关系 188

4.5.3.4 压机顶杆与压模脱模机构的关联 188

4.5.4 压模成型零件设计 189

4.5.4.1 型腔总体设计 189

4.5.4.2 压模成型型腔配合形式 191

4.5.4.3 成型零件设计 192

4.5.4.4 加料室设计 197

4.5.5.1 导向零件 198

4.5.5 结构零件 198

4.5.5.2 脱模机构 199

4.5.5.3 抽芯机构 202

4.5.6 加热装置与计算 203

4.5.6.1 电加热 203

4.5.6.2 蒸汽或过热水加热 205

4.5.6.3 煤气或天然气加热 206

4.6 模压成型设备 206

4.6.1 液压机的工作原理与分类 206

4.6.1.1 液压机的工作原理 206

4.6.2 液压机的性能参数 207

4.6.2.1 压力参数 207

4.6.1.3 液压机的结构和分类 207

4.6.1.2 液压机的性能要求 207

4.6.2.2 速度参数 208

4.6.2.3 升压时间 209

4.6.3 液压机的结构 210

4.6.3.1 机身结构 210

4.6.3.2 活动横梁及其与活塞杆联接方式 211

4.6.4 液压机的传动系统 212

4.6.5 液压机的使用与维护 214

参考文献 216

第五章 纤维缠绕成型 217

5.1 概论 217

5.2 纤维缠绕用材料 218

5.2.1 缠绕用纤维 218

5.2.2 缠绕用树脂体系 219

5.3.1 螺旋缠绕技术 220

5.3 纤维缠绕技术 220

5.3.2 平面缠绕技术 221

5.3.3 特种缠绕技术 222

5.4 纤维缠绕工艺参数及缠绕过程模拟 222

5.4.1 主要工艺参数的计算 222

5.4.2 纤维缠绕过程模拟 224

5.4.2.1 热化学模型 224

5.4.2.2 纤维移动模型 225

5.4.2.3 应力-应变模型 226

5.4.2.4 模型的应用 226

5.5 缠绕设备 227

5.5.1 缠绕机 227

5.5.1.1 螺旋缠绕机 228

5.5.1.3 多轴缠绕机 229

5.5.1.2 平面缠绕机 229

5.5.1.4 环向缠绕机 230

5.5.1.5 360°缠绕系统 230

5.5.2 芯模 230

5.5.2.1 金属芯模 231

5.5.2.2 膨胀芯模 231

5.5.2.3 一次性使用芯模 231

5.5.3 张力控制系统 232

5.5.4 浸胶和纤维供给系统 233

5.5.5 固化系统 233

5.5.5.1 烘箱 233

5.5.5.6 其他固化方法 234

5.5.5.4 蒸汽加热 234

5.5.5.5 热压罐 234

5.5.5.3 加热灯 234

5.5.5.2 热油加热 234

5.6 纤维缠绕成型的应用 235

5.6.1 在国防军工方面 235

5.6.2 民品工业方面 235

参考资料 235

第六章 层压板成型工艺与设备 237

6.1 概论 237

6.2 原材料 237

6.2.1 基体树脂 237

6.2.2 增强材料 238

6.3.2 浸胶工艺与设备 239

6.3.1 原材料的预处理 239

6.3 预浸料的制备 239

6.2.4 辅助材料 239

6.2.3 溶剂 239

6.3.3 预浸料的性能对层压制品性能的影响 240

6.3.3.1 含胶量 240

6.3.3.2 挥发分含量 241

6.3.3.3 可溶性树脂含量 241

6.3.3.4 流动性 241

6.4 层压工艺与设备 242

6.4.1 层压设备 242

6.4.1.1 热压机 242

6.4.1.2 装、卸料机构 244

6.4.1.3 翻板机构和传送机构 244

6.4.2.2 配料 245

6.4.2.1 胶布裁剪 245

6.4.2 层压板生产工艺 245

6.4.1.5 辅助设备 245

6.4.1.4 加工整修设备 245

6.4.2.3 胶布配送 246

6.4.2.4 热压工艺 246

6.4.2.5 后处理 250

6.4.3 层压过程中出现废品的原因及其解决办法 250

6.4.4 薄层压板的连续化生产 251

6.5 层压板的品种及性能 252

6.5.1 层压板的品种 252

6.5.2 层压板的性能 253

6.6 层压制品的机械加工 254

6.6.1 层压板的锯削加工 254

6.6.3 层压板的冲剪加工 255

6.6.2 层压板的剪切加工 255

6.6.4 层压板的钻削加工 256

6.6.5 层压板的车削加工 256

6.6.6 层压板的铣削加工 257

6.6.7 层压板的刨削加工 257

6.6.8 层压板的磨削加工 258

6.7 层压板的应用 258

6.8 覆铜箔层压板制造工艺 258

6.8.1 覆铜箔层压板加工工艺 259

6.8.1.1 铜箔的处理 259

6.8.1.2 铜箔上胶工艺 260

6.8.1.3 覆铜箔层压板的压制工艺与设备 260

6.8.1.4 覆铜箔层压板类型及技术要求 262

6.8.2.2 多层印刷电路板的生产工艺 265

6.8.2.1 多层印刷电路板特点 265

6.8.2 多层印刷电路板 265

6.8.2.3 层压过程中易出现的问题及其解决办法 270

参考文献 271

第七章 复合材料拉挤成型技术 272

7.1 概论 272

7.2 原材料 272

7.2.1 增强材料 272

7.2.2 树脂基体 274

7.2.3 催化及固化剂 276

7.2.4 脱模剂 276

7.2.5 填料 277

7.2.7 其他添加剂 278

7.3 拉挤制品设计概要 278

7.2.6 色料 278

7.4 拉挤工艺理论模型 280

7.4.1 热传递模型 280

7.4.2 压力模型 281

7.4.3 牵引力模型 282

7.5 拉挤设备与工艺 283

7.5.1 排纱 284

7.5.2 浸渍 284

7.5.3 预成型与固化 285

7.5.4 牵引 287

7.5.5 切割 288

7.6 拉挤工艺监控 289

7.7 复合材料拉挤新技术 291

7.7.1 反应注射拉挤工艺 291

7.7.2 拉挤缠绕工艺 295

7.7.3 拉挤编织工艺 296

7.7.4 变截面拉挤技术 297

7.8 拉挤复合材料的性能 299

7.8.1 拉挤复合材料的力学性能 299

7.8.2 拉挤复合材料的物理性能 302

7.8.3 耐腐蚀性能 303

7.8.4 燃烧性能 303

7.9 拉挤复合材料的应用 304

7.9.1 电气设备 304

7.9.2 耐腐蚀应用 304

7.9.3 体育及娱乐消费品 305

7.9.4 建筑 305

7.9.7 在航空航天等军事领域中的应用 307

参考文献 307

7.9.6 在农业方面的应用 307

7.9.5 交通运输 307

第八章 树脂传递模塑(RTM)成型技术 309

8.1 前言 309

8.1.1 树脂传递模塑技术原理和发展过程 309

8.1.2 树脂传递模塑技术(RTM)的技术特点 309

8.1.3 RTM技术的工艺路线 309

8.2 RTM树脂 311

8.2.1 树脂选择的一般原则 311

8.2.2 常用树脂品种 311

8.3 增强材料预成型体及制造技术 313

8.3.1 预成型体制造技术 313

8.3.2 选择织物或预成型体时应考虑的重要参数 318

8.4.2 模具设计应考虑的因素 319

8.4 RTM的模具技术 319

8.4.1 RTM模具的构成和一般要求 319

8.5 树脂注射设备 323

8.5.1 树脂注射设备的种类 323

8.5.2 国外树脂注射设备介绍 325

8.6 树脂注射 328

8.6.1 树脂宏观流动与充模 328

8.6.2 树脂微观流动和浸润 335

8.6.3 非规则流动 336

8.6.4 过程监测 337

8.7 几种RTM的衍生技术 339

8.7.1 真空辅助RTM(VARTM) 339

8.7.2 压缩RTM(CRTM) 339

8.7.3 Seemann’s复合材料树脂渗透模塑成型(SCRIMP) 339

8.7.6 柔性RTM(FRTM) 340

8.7.4 树脂膜渗透成型(RFI) 340

8.7.5 热膨胀RTM(TERTM) 340

8.7.7 共注射RTM(CIRTM) 341

8.8 热固性塑料反应注射成型(RIM) 341

8.8.1 RIM工艺特点 341

8.8.2 RIM用树脂体系和增强材料 342

8.8.3 RIM工艺及设备 343

8.9 RTM技术的应用 346

参考文献 346

第九章 复合材料热压罐成型工艺 348

9.1 前言 348

9.2 预浸设备和工艺 348

9.2.1.1 溶液法 349

9.2.1 设备 349

9.2.1.2 热熔法预浸机 352

9.2.2 浸渍工艺 353

9.2.2.1 溶液法 353

9.2.2.2 热熔胶膜法 356

9.2.2.3 直接熔融法 358

9.2.3 预浸料性能 359

9.3 热压罐系统的结构与成型模具 360

9.3.1 热压罐系统的结构 360

9.3.1.1 压力容器 360

9.3.1.2 加热与气体循环系统 361

9.3.1.4 真空系统 362

9.3.1.5 控制系统 362

9.3.1.3 气体加压系统 362

9.3.2 成型模具 364

9.3.2.1 框架结构金属模具 364

9.3.2.2 电成型镍模具 366

9.3.2.3 碳纤维增强复合材料模具 368

9.3.2.4 橡胶模具 371

9.3.2.5 石墨及陶瓷模具 375

9.4 固化成型工艺流程 376

9.4.1 工艺辅助材料 376

9.4.2 成型工序 378

9.4.2.1 模具准备 378

9.4.2.2 裁剪与铺叠 378

9.4.2.3 组合与装袋 385

9.4.3 工艺过程中形成的制件缺陷 386

9.4.2.4 固化与出罐脱模 386

9.5 热压罐成型工艺模型 387

9.5.1 树脂流动模型 387

9.5.2 纤维形变模型 389

9.5.3 纤维压实模型 389

9.5.4 孔隙形成模型 391

9.5.5 传热模型 393

9.5.6 工艺模型应用 394

9.6 热压罐成型技术的应用 395

9.6.1 环氧树脂基复合材料热压罐成型 395

9.6.2 双马来酞亚胺树脂基复合材料热压罐成型 397

9.6.3 聚酞亚胺树脂基复合材料热压罐成型 401

9.6.4 夹层结构复合材料的热压罐成型 402

9.6.5 热压罐成型复合材料的应用 404

参考文献 406

第十章 纤维增强热固性塑料损伤修理 409

10.1 前言 409

10.2 常见缺陷和损伤 409

10.3 修理材料 411

10.4 修理设备和修理方法 413

10.4.1 常用修理设备和工具 413

10.4.2 常见修理方法 414

10.4.3 实心层合板修理 416

10.4.4 蜂窝夹层结构修理 418

10.5 修理实例 423

10.5.1 复合材料方向舵损伤修理 423

10.5.2 TU-154机头雷达罩修理 426

参考文献 427