复合材料手糊成型工艺优化实验

1.实验目的

（1）掌握复合材料性能设计的方法。

（2）掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧。

（3）掌握合理剪裁和铺设增强纤维织物的技术。

（4）掌握配制树脂溶液的技术。

2.实验原理

在复合材料的制备方法中，手糊成型工艺属于低压成型工艺，其最大特点是灵活，适宜多品种、小批量生产。此外该工艺所用设备简单，投资少，见效快，所以国内很多中小企业生产复合材料时仍然以手糊为主，即便是在大型企业，也经常用手糊工艺解决一些临时的、单件生产的问题。据有关资料统计，在复合材料的制品产量很高的日本，手糊制品约占其总产量的1／3。因此掌握手糊成型工艺很有必要。

3.实验仪器和原料

（1）手糊工具：辊子、毛刷、刮刀、胶桶、塑料勺。

（2）配制树脂溶液的设备：料桶、台秤／磅秤、取样勺、搅拌机。

（3）模具的预处理工具：砂纸、脱膜剂。

（4）后处理工具：手持打磨机、手持切割机、砂纸、包装纸。

（5）其他材料：树脂、引发剂、促进剂等。

4.实验步骤

1）剪裁碳纤维织物

（1）按铺层顺序选择表面毡和纤维织物，并根据织物厚度及制品厚度要求预估层数。

（2）按制品的形状、尺寸及模具的规格要求合理剪裁织物。

2）模具预处理

（1）实验前在实验桌上铺塑料桌布，以防污染或损坏桌面。

（2）用砂纸打磨模具表面，除去锈迹、污垢等，清洁干净后再精磨和抛光。用400＃水磨砂纸小心精磨模具表面直至细腻光滑，擦净浮尘。

（3）在模具表面涂脱模剂，反复涂擦以免有遗漏。可自行配制脱模剂：将质量比为1∶1的石蜡和凡士林放在铝盒中加热到80～100℃，两者熔化成液体后搅匀，再加入0.3份煤油调匀便可使用。(www.xing528.com)

（4）首先在模具表面涂刷一层胶衣树脂，当观察到胶衣树脂即将凝胶时，将表面毡轻轻铺放于模具表面。注意不要使表面毡过分变形，以贴合为宜。

3）树脂溶液的配制

（1）不饱和聚酯树脂配方：100 g不饱和聚酯树脂需2 g固化剂（过氧化甲乙酮）和1 g促进剂（环烷酸钴）。先将固化剂与不饱和聚酯树脂按上述比例配合搅匀，然后加入促进剂。注意，根据实际需要调整用量。

（2）环氧树脂配方：100 g环氧树脂需20～30 g固化剂，将固化剂与环氧树脂混合均匀。注意，因固化剂的型号不同，用量略有不同。

4）手糊成型实验操作

（1）将配好的树脂溶液立即淋浇在表面毡上，并用毛刷正压（不要用力刷涂，以免表面毡走样）样品，使树脂浸透表面毡，不应有明显气泡。这一层是富树脂层，一般应保证65%以上的树脂含量。

（2）待表面毡和树脂凝胶时马上铺上第一层玻璃布，并立即涂刷树脂，一般树脂含量约为50%；紧接着依次铺设第二层、第三层，注意错开玻璃纤维织物的接缝位置，每层之间都不应有明显气泡。最外层是否需要使用表面毡应视制品要求而定。

（3）手糊完毕后需待复合材料达到一定强度后才能脱模，在这个强度时脱模操作能顺利进行而制品形状和使用强度不受损坏，低于这个强度就会造成损坏或变形。通常温度为15～25℃时固化24 h即可脱模；温度在30℃以上对形状简单的制品固化10 h可脱模；温度为40～50℃时，固化4 h后可脱模；温度低于15℃则需要加热升温固化后再脱模。

（4）修毛边，并美化装饰。

5.实验结果

（1）将相关实验数据记录在表4-1中。

表4-1　手糊成型工艺数据记录

（2）记录实验过程中出现的现象，并分析出现此类现象的原因。

（3）根据实验过程及产品品质建立实验参数与产品质量的基本关系，并说明改进的方法。

（4）从不同角度对手糊制品拍照，并将照片展示在报告中。

6.思考题

（1）手糊制品常见的缺陷有哪些？简述其产生的原因。

（2）什么是富树脂层？它起什么作用？

（3）为什么要待表面毡树脂开始凝胶时才能铺玻璃织物和涂刷树脂？

（4）判断制品是否达到脱模强度的方法有哪些？哪些因素影响制品脱模的顺利进行？