
复合材料工艺与设备考点整理
济南大学 复材1108
1、复合材料广义的定义是什么?
CM是指由两种或两种以上的不同材料,通过一定的工艺复合而成的,性能优于原单一材料的多相固体材料。
2、按照基体不同复合材料怎么分类?
树脂基复合材料,无机非金属基复合材料,金属基复合材料
3、复合材料性能的主要决定因素有哪些?
(1)增强材料的性能、含量及分布情况;
(2)基体材料的性能及含量;
(3)界面的结合情况。
4、复合材料的主要性能特点有哪些?
(1)轻质高强
(2)可设计性好
(3)工艺性能好
5、手糊成型工艺的优缺点有哪些?
手糊成型工艺的优点:
(1)不受尺寸、形状的限制;
(2)设备简单、投资少;
(3)工艺简单;
(4)可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要求;
(5)产品树脂含量高,耐腐蚀性能好
手糊成型工艺的缺点:
(1)生产效率低,劳动强度大,卫生条件差;
(2)产品性能稳定性差;
(3)产品力学性能较低。
6、简述不饱和聚酯树脂的固化原理。
固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键,与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应,使线型的聚酯分子交联成三维网状的体型大分子结构。
7、不饱和聚酯树脂固化有哪几步反应形式?
链引发,链增长,链终止
8、苯乙烯交联剂的优缺点是什么?
•优点:
粘度低;与树脂有良好的共混性,能很好的溶解引发剂、促进剂;苯乙烯双键活泼,易于进行共聚反应;价格便宜,材料来源广。
•缺点:
沸点较低(145℃),易挥发,有一定毒性,对人体有害。
•用量对性能的影响:
苯乙烯用量过多:胶液稀,操作时易流胶;制品固化收缩率大。
苯乙烯用量过小:树脂胶液粘度大,不易使用;同时固化不完全,制品的软化温度低。用量一般在30~40%。
9、过氧化物引发剂的特性指标有哪几个?具体含义是什么?
活性氧含量;临界温度;半衰期
活性氧含量:表明可以产生自由基量的指标。
临界温度:是过氧化物具有引发活性的最低温度。引发剂的临界温度应低于固化温度。
半衰期:在给定的条件下,引发剂分解一半所需时间表明引发剂的反应速度。
10、什么是固化剂?
能使引发剂降低分解活化能,降低引发温度的物质称为促进剂。
11、夹层结构为什么具有刚度大的特点?
原因:材料的挠度与其厚度的3次方成正比,如果把厚度为h的玻璃钢从中间等分,夹上2h的芯材,厚度变为3h,其刚度增加到原来刚度的27倍。
12、影响蜂窝夹层结构的主要因素有哪些,如何影响
(1)含胶量对性能的影响:含胶量高,蜂窝强度高,容重也大。
(2)玻纤布对性能的影响:厚度大,强度高,容重也大。
(3)蜂窝尺寸的影响:蜂窝尺寸的,容重小,强度也小。
(4)蜂窝高度的影响:蜂窝高度大,制品刚度提高,弯曲强度提高,压缩强度降低。
13、怎样区分硬质,半硬质,软质泡沫塑料?
区分方法:将泡沫塑料压缩,使其形变达到50%时减压,然后观察其残余变形量:变形量大于10%称为硬质泡沫塑料,在2%~10%之间称为半硬质泡沫塑料,小于2%称为软质泡沫塑料。
14、简述泡沫塑料的发泡方法?
物理发泡法:将惰性气体在高压下使其溶于熔融聚合物或糊状聚合物中,然后升温减压,使气体膨胀发泡;利用低沸点液体蒸汽化而发泡;在塑料加入中空微球后,经固化而成泡沫塑料。
机械发泡法:采用机械方法,将气体混入聚合物中形成泡沫,然后通过固化或凝固获得泡
沫塑料。
化学发泡法:一是依靠原料组分相互反应生产气体,形成泡沫结构;二是借助化学发泡剂分解产生气体,形成泡沫结构。
15、简述短纤维模压料制备工艺流程。
16、简述树脂溶液粘度对短纤维模压料质量的影响。
降低胶液粘度有利于树脂对纤维浸渍,并可减少捏合过程的强度损失;粘度过低,在预混过程中会导致纤维离析,影响树脂对纤维的粘结。
17、什么是模压料的收缩性,由哪几种收缩组成?
模压制品从模具中脱出后尺寸减小的特性称为模压料的收缩性。由制品的热收缩(物理收缩)和结构收缩(化学收缩)组成。
18、简述MgO,CaO对SMC的增稠机理。
增稠机理:
两个阶段:第一阶段 金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基—COOH 进行酸碱反应,生成碱式盐。
碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加
第二阶段: 碱式盐与聚酯分子中的酯基(氧原子)以配位键形成络合物
聚酯分子量成倍提高,粘度上升而增稠。
第一阶段反应对于达到熟化粘度的时间有决定性意义,是分子质量提高和络合反应的基础。
第二阶段反应对于加速稠化,提高最终熟化粘度有重要作用。
19、SMC低收缩添加剂的作用机理是什么?
当SMC在模具中加热固化时,随体系的温度升高,树脂发生热膨胀,聚酯与苯乙烯开始发生聚合,相当于其在热塑性聚合物的内压力下进行固化,因而在未发生收缩前就被固定下
来了。即热塑性树脂热膨胀力阻止了聚酯固化时的收缩。
热塑性树脂固化稍迟,虽然体系降温时热塑性树脂也发生收缩,但是此时周围热固性树脂已经固化,故只能形成局部微孔而不能形成整体收缩。
20、热塑性聚合物加入热固性树脂中的低收缩机理:
树脂受热时膨胀,热固性树脂与热塑性树脂的固化时间不同,热固性树脂首先聚合固化,其在热塑性树脂的热膨胀压力下不能收缩;待温度下降时,热塑性树脂开始固化收缩,而周围的热固性树脂已经固化定型,使得热塑性树脂只能在局部收缩造成微孔,而不会使制品整体收缩变形。
21、层压胶布的质量指标有哪些?
含胶量,可溶性树脂含量,挥发分含量,流动度
22、简述卷管成型工艺原理
卷管成型工艺是借助卷管机上的热辊将胶布软化,使胶布中树脂熔融;在一定张力作用下,
借助辊筒与芯模的摩擦力将胶布连续的卷到芯模上 ,经冷辊冷却定型,然后在固化炉中固化得到产品的一种生产方式。
23、干法缠绕、湿法缠绕的特点分别是什么?
干法缠绕:
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