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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、XMC142

4.2.7.3 厚模塑料TMC143

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