复材综合实验报告

河北工程大学装备制造学院

本科实验报告

课程名称： 复合材料工程综合实验

姓 名： 贾高洪 专业班级 复材1301 学 号： 130690101

指导教师：

母静波、侯俊先、王光硕

2016年 5 月 27 日

装备制造学院实验报告

课程名称：__复合材料工程综合实验__________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称： 手糊成型工艺实验 实验类型：_____操作实验_ 同组学生姓名：_____ _____

一、实验目的和要求

1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧；

2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡；

3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。 二、实验内容和原理

实验内容：

1.根据具体条件设计一种切实可行的制品（脸盆、垃圾桶）。

2.制品约为3mm ～4mm 厚，形状自定。

3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。

专业： 复合材料工程 姓名：________________ 学号：________________ 日期：20160509-20160527

地点： 东区实验室

实验成绩：

4.手糊工艺操作，贴制作人标签。

5.固化后修毛边，如有可能还可装饰美化。

6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。

实验原理：

手糊成型是最早使用的一种工艺方法。随着坡璃钢工业的迅速发展，尽管新的成型工艺不断涌现，但由于手糊成型具有投资少；无需复杂的专用设备和专门技术；可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向，可以局部随意加强；不受产品几何形状和尺寸限制，适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点，至于仍被国外普遍采用，在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。象我国这样人口众多的国家，在相当长的一段时间内，手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。

不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂，在固化过程中不放出小分子，手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。

阴模可使产品获得光滑的外表面，因此适用于产品外表面要求较光，几何尺寸较准确的产品，如汽车车身、船体等。阳模能使产品获得光滑的内表面，适用于内表几何尺寸要求较严的制品，如浴缸、电镀槽等。

脱模材料是玻璃钢成型中重要的辅助材料之一，如果选用不当，不仅会给施工带来困难，而且会使产品及模具受到损坏。脱模材料的品种很多，而且又因选用的粘接剂不同而各有所别。常用的脱模剂可归纳为三大类：即薄膜型脱模材料、混合溶液型脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。薄膜型脱模材料有：玻璃纸、聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜等等。本次实验我们选用聚乙烯醇做脱模剂。

本实验利用手糊工艺制备简单的玻璃纤维增强聚合物基复合材料制件。常温常压固化。

三、主要仪器设备

管式炉：差示扫描量热仪

仪器型号：OTF-1200X

生产厂商：合肥科晶材料技术有限公司

1.手糊工具：辊子、毛刷、刮刀、剪刀。

2.玻璃纤维布、毡，不饱和聚酯树脂，引发剂，促进剂，塑料盆，塑料桶。

四、操作方法和实验步骤

（1）配制脱模剂：聚乙烯醇8克溶解于64克水，在缓慢的加入64克乙醇。

（2）按制件形状和大小裁剪玻璃布或毡备用。

（3）在模具表面均匀连续的用纱布涂上一层聚乙烯醇溶液，脱模剂完全干透后，应随即上胶衣或进

行成型操作，尤其在湿度较大的阴雨天，干膜易吸湿反潮，影响树脂固化。在上第一次胶衣或树脂时,用力不宜过重、过猛，以免损坏膜层。

（4）配置胶衣树脂（按不饱和聚酯树脂常规配方，胶衣树脂也是不饱和聚酯树脂的一种），首先在模具表面涂刷一层胶衣树脂，保证400 g/m2～500 g/m2的用量，稍侯，观察胶衣树脂即将凝胶时，将表面毡轻轻铺放于表面，注意不要使表面毡过分变形，以贴合为宜。

（5）取引发剂与不饱和聚酯树脂按3%比例配合均匀，然后再加入0.3%促进剂，搅匀，马上淋浇在表面毡上，并用毛刷正压（不要用力刷涂，以免表面毡走样），使树脂浸透表面毡，观察不应有明显气泡。这一层是富树脂层，一般应保证65%以上的树脂含量。

（6）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50%；紧接着第二层、第三层依次重复操作，注意玻璃布接缝错开位置，每层之间不应有明显气泡，即不应有直径1mm以上的气泡。

（7）最后外层是否需要使用表面毡应视制品要求。

（8）固化、脱模

手糊完毕后需待制件达到一定强度后才能脱模，这个强度定义为能使脱模操作顺利进行而制品形状和使用强度不受损坏的起码强度，低于这个强度而脱模就会造成损坏或变形。通常气温在15℃～25℃、24h即可脱模；30℃以上10h对形状简单的制品可以脱模；气温低于15℃则需要加热升温固化后再脱模。

（9）修剪毛边并美化装饰。

（10）树脂含量测定，用角磨机采取3块1克左右的样品，放进管式炉里加热到400摄氏度，保温30分钟。记录烧之前和之后的重量，计算树脂平均含量。

五、实验数据记录和现场照片

表1 不同升温速率下固化反应温度和反应热测试结果

瓷坩埚样品瓷坩埚加灰分树脂含量%

1 16.6795 0.4599 16.8461 63.77

2 18.2959 0.4982 18.4742 64.21

3 18.5692 0.4742 18.7520 60.12

手糊现场照片：

六、实验结果与分析

取3个样品的平均值，玻璃钢制品中树脂含量为62.70%。

玻璃钢表面质量是否平整光滑，有否有肉眼可见气泡、分层？

答：玻璃钢表面有些许不平整，阴模成型内表面光滑，外表面平整，阳模成型外表面光滑，内表面平整，肉眼可见气泡，分层较少。

七、讨论、心得

1、在本次试验中，为什么阴模成型容易脱模？

答：树脂固化需要收缩，阳模树脂固化时树脂固化会紧紧的挤压在模具上，阴模树脂固化固化收缩会与模具产生一定的空隙，所以阴模比阳模容易脱模。