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第一章 绪论1

一、复合材料的定义与分类1

二、复合材料性能的特点1

三、树脂基复合材料分类2

1. 按聚合物(树脂)分2

2. 按纤维排列、长短、种类分2

四、树脂基复合材料的特性3

1. 优点3

2. 缺点9

五、树脂基复合材料在国民经济中的地位10

六、树脂基复合材料发展沿革12

七、中国树脂基复合材料工业的发展与特点13

八、我国FRP工业现状14

1. 原材料15

2. 生产工艺与技术装备16

3. 主要产品16

九、树脂基复合材料生产工艺分类18

1. 对模成型18

5. 今后重点开发的四大市场18

4. 存在问题18

2. 接触成型19

3. 其他重要的成型方法19

十、树脂基复合材料制品性能设计与质量控制21

1. 性能设计21

2. 质量控制21

十一、树脂基复合材料生产工艺选择22

1. 成型三要素22

2. 成型工艺选择23

参考文献27

第二章 手糊成型工艺28

第一节 手糊工艺的特点和用途28

一、手糊工艺的特点28

二、手糊工艺的用途29

第二节 手糊成型工艺主要原材料29

一、增强材料30

二、合成树脂31

1. 不饱和聚酯树脂32

2. 环氧树脂34

3. 辅助材料35

第三节 玻璃钢手糊工艺36

一、模具的清理37

二、脱模剂涂刷38

三、胶衣层制作39

四、表面层制作41

五、增强层的制作41

六、加固件的制作43

七、固化44

八、脱模44

九、手糊玻璃钢制品的切边与加工45

十、验收46

第四节 手糊玻璃钢产品易产生的缺陷和解决方法47

第五节 手糊工艺用模具的制作48

一、模具的设计48

二、模具的选材48

三、玻璃钢模的制作49

1. 木原模的制作49

2. 石膏原模的制作50

3. 破璃钢模翻制51

第六节 对模成型与对模模具的制作52

一、泡沫夹层53

第七节 泡沫夹层与蜂窝夹层结构53

二、蜂窝夹层55

第八节 无机玻璃钢的制作与安全56

一、无机玻璃钢的制作56

二、手糊工艺的劳动保护与安全卫生57

第三章 喷射成型工艺59

第一节 概述59

一、分类59

二、喷射成型工艺的优缺点59

1. 符合喷射成型工艺的树脂60

一、原材料选择60

第二节 喷射工艺的材料及模具60

2. 符合成型工艺的纤维61

二、模具的设计61

第三节 喷射成型设备及工具62

一、树脂喷射系统62

1. 树脂输送装置63

2. 喷枪69

二、无捻粗纱切割喷射系统72

1.喷射成型工艺流程74

一、喷射成型工艺流程和工艺参数74

三、手动辅助工具74

第四节 喷射成型的操作工艺74

2.喷射工艺参数75

二、喷射成型工艺要点76

第五节 喷射成型制品的质量控制77

一、喷射成型制品的缺陷与防治77

1. 流挂现象(垂流)77

2. 浸渍性差78

3. 脱落现象78

4. 固化不足及固化不均匀78

7. 玻璃纤维堆积79

5. 粗纱切割不良79

6. 空洞、气泡79

8. 厚度不均80

9. 白化及龟裂80

二、质量控制81

三、质量控制的主要检测指标81

1. 常规检验81

2. 性能检验82

第六节 喷射成型工艺的最新成就82

参考文献83

第四章 片状模塑料84

第一节 概论84

一、简介84

二、SMC的工艺特点与地位85

三、SMC工艺的发展86

四、我国SMC的发展概况90

第二节 SMC的基本组成91

一、树脂92

二、引发剂94

三、填料96

四、低收缩添加剂98

五、化学增稠剂99

六、内脱模剂102

七、着色剂103

八、增强材料104

九、其他助剂107

十、配方108

第三节 SMC的生产设备及工艺110

1. 类型111

一、制片机组的类型和结构111

2. 制片机组结构113

二、SMC的生产工艺115

1. 树脂糊的制备及上糊操作115

2. 粗纱的切割与沉降118

3. 浸渍与收卷118

4. 熟化与存放119

1. 单重的测定120

2. 灼烧减量的测定120

三、SMC性能的测定方法120

3. 玻纤含量的测定121

4. SMC质量的均匀性的检查121

5. 硬度测定121

6. 流动特性121

7. 固化特性122

8. 固化收缩率123

第四节 SMC模压成型设备与工艺124

一、SMC的模压成型设备124

1. 压机124

2. 模具126

二、SMC模压成型工艺130

1. 压制前准备130

2. 加料131

3. 成型131

4. 压机操作132

三、SMC制品常见成型缺陷及其解决措施132

四、SMC制品典型性能135

第五节 SMC模压制品设计135

一、玻璃钢模压制品设计的一般要求136

二、SMC模压制品设计要点138

三、SMC制品的一般设计准则143

第六节 SMC制品的二次加工145

一、机械加工工艺146

1. SMC制品的机械加工工艺特点146

2. SMC制品的机械加工方法146

二、连接与固定工艺148

三、表面涂装工艺151

四、修补工艺153

1. 概况154

一、在汽车工业中的应用154

第七节 SMC的应用154

2. 美国、西欧和日本等发达国家的应用情况156

3. 我国的SMC汽车部件开发情况与展望159

二、在铁路车辆中的应用161

三、在建筑工程中的应用163

1. 水箱164

2. 淋浴用品164

3. 净化槽165

4. 建筑模板165

四、在电气工业与通讯工程中的应用166

5. 储存间构件166

1.低压开关基座167

2.天线罩167

3.电缆分配箱168

五、其他应用169

1.座椅169

2.集装箱169

3.电杆夹套169

一、SMC回收的意义170

第八节 SMC的回收170

4.工具锤柄和铲柄170

5.餐饮用具170

二、SMC回收的可行性172

三、SMC回收的方法174

1.焚烧法174

2.热解法175

3.粉碎法176

四、SMC回收材料的再利用177

1.热解产物的用途178

2.粉碎回收料的用途179

第九节 SMC技术的发展趋势182

一、低密度成型技术182

二、低压成型技术184

三、模内涂饰技术187

四、快速成型技术189

五、酚醛SMC成型技术190

参考文献192

1.树脂194

一、原材料194

第一节 预浸料的制备194

第五章 层压工艺194

2.增强材料195

3.辅助材料195

4.溶剂195

二、浸胶196

1.预浸织物196

2.干燥198

3.胶布质量的指标及其相互关系200

4.浸胶中易产生的问题和解决方法201

第二节 层压工艺202

一、胶布裁剪202

二、胶布配迭202

三、热压工艺203

1.温度203

2.压力204

四、后处理205

五、层压板性能205

六、制品缺陷的分析及对策206

1. 铜箔208

一、覆铜板使用的主要原材料208

第三节 层压成型实例--覆铜箔层压板成型技术208

2. 增强材料209

二、成型方法212

1.粘结剂配制212

2.浸胶213

3.叠合214

4.铺模214

5.压制214

6.裁剪214

1.覆铜板的电性能215

2.覆铜板的非电子性能215

7.成品检验215

三、技术要求215

3.铜箔全部去除后绝缘基材的非电性能218

第四节 层压设备219

一、层压生产线的组成219

二、主要设备的基本性能220

1.立式(卧式)浸胶机组220

2.热压机组及辅助设备222

一、模压成型工艺的定义224

第一节 概述224

第六章 其他模压成型工艺224

二、模压成型工艺的特点与分类225

三、模压成型工艺的发展简史226

第二节 吸附预成型坯模压工艺227

一、概述227

二、主要原材料及其选用228

1.树脂系统228

2.增强材料229

3.预成型用粘结剂230

4.其他材料231

5.配方232

三、预成型用设备和工艺232

1.预成型用设备及其特点232

2.预成型对设备的要求237

3.预成型工艺的几个有关问题239

四、预成型坯的模压成型工艺240

1.树脂混合物的制备240

2.压制成型过程简述241

4.预成型模压制品常见缺陷及其解决方法与制品典型性能242

3.预成型坯模压工艺的一些改进242

五、预成型坯制品及其模具设计要点244

1.制品设计要点244

2.预成型坯成型压模设计要点245

第三节 短纤维模压料的制备与成型工艺246

一、概述246

二、短纤维模压料的组成247

1.树脂247

2.增强材料250

4.模压料的典型配方251

3.其他材料251

三、短纤维模压料的制备253

1.模压料制备前的准备253

2.模压料的制备方法254

3.模压料的工艺性259

四、短纤维模压料的成型工艺261

1.压制前的准备262

2.压制及成品263

3.几种玻璃钢模压料的典型成型工艺267

4.短纤维模压料制品常见缺陷及其原因268

一、基本概念269

第四节 定向铺设模压成型工艺269

二、工艺简介270

三、制品的力学性能271

四、工艺特点273

第七章 缠绕成型275

第一节 概述275

一、缠绕成型工艺分类275

二、缠绕制品的特点及其结构276

1.缠绕制品的特点276

2.玻璃纤维缠绕成型的局限性277

3.缠绕制品的结构278

三、缠绕制品的应用279

四、缠绕成型工艺的现状与发展280

第二节 缠绕成型工艺原理281

一、缠绕的规律281

二、缠绕规律分类281

三、螺旋缠绕规律分析283

1.几个名词的意义283

2.用标准线法分析螺旋缠绕规律286

1.线型290

四、用切点法描述螺旋缠绕规律290

2.转速比296

3.线型设计299

五、缠绕规律的设计305

1.选择缠绕规律的要求305

2.选择缠绕规律的步骤306

3.确定缠绕规律及其他306

4.举例307

1.内压容器的结构形状309

2.筒形容器的封头外形309

一、内压容器的结构选型309

第三节 缠绕成型工艺设计309

3.缠绕类型的选择312

二、强度设计314

1.基本假设314

2.计算公式314

三、缠绕张力制度计算316

四、缠绕线型参数的选择319

五、封头缠绕包络圆调节方法320

2.玻纤浸胶含量分布321

第四节 缠绕工艺参数321

1.纤维的烘干和热处理321

3.缠绕张力322

4.纱片宽度的变化和缠绕位置325

5.缠绕速度325

6.固化制度326

一、缠绕玻璃钢用树脂、纤维的规格要求328

1.树脂328

第五节 缠绕玻璃钢制品的质量检验及控制328

7.环境温度328

2.纤维330

二、玻璃钢的质量检验及控制331

2.固化度和衬里微孔的检查331

3.缺陷及修复332

第六节 缠绕成型工艺的最新成就333

一、装备的发展333

二、原材料方面的发展334

参考文献334

第一节 概论336

一、发展史336

第八章 RTM成型336

二、工艺特点337

第二节 RTM成型工艺339

一、RTM成型工艺过程339

二、成型周期、生产布局341

三、影响RTM工艺的因素343

四、真空辅助RTM(VARTM)工艺344

五、TERTM技术345

六、树脂的加热方法345

一、增强材料的种类346

第三节 增强材料346

二、预成型坯的加工348

三、Comp Form工艺349

四、多维编织技术350

第四节 基体树脂351

一、不饱和聚酯树脂352

1.通用型352

2.低收缩型353

3.富丽牌RTM树脂355

4.特种树脂355

二、乙烯基酯树脂356

三、环氧树脂358

四、双马来酰亚胺树脂(BMI)361

五、混杂树脂364

第五节 流动性分析364

一、概论364

二、渗透性365

三、流动过程的检测367

第六节 设备和模具367

一、树脂注射系统367

二、模具370

第七节 应用375

一、航空航天领域375

二、汽车与卫生用品376

三、其他方面377

第九章 反应注射成型379

第一节 概述379

第二节 RIM复合材料的原材料381

一、聚氨酯及聚氨酯-脲树脂381

二、聚脲树脂384

三、SRIM用树脂385

四、其他树脂387

1.尼龙-6RIM387

2.聚双环戊二烯(PDCPD)388

五、填料及增强材料388

六、助剂393

第三节 设备394

第四节 RIM加工技术401

一、碰撞混合401

二、充模406

三、固化动力学410

四、成型窗/加工性412

五、脱模及后处理414

六、RIM制品的缺陷及避免方法416

1.RIM和RRIM制品缺陷417

2.SRIM制品缺陷418

第五节 RIM复合材料的性能及应用419

参考文献425

二、拉挤产品的应用427

一、拉挤工艺的优点427

第一节 概述427

第十章 拉挤成型工艺427

三、发展趋势428

1.拉挤制品的市场发展趋势428

2.拉挤工艺的发展趋势429

第二节 拉挤工艺及设备430

一、拉挤工艺原理430

2.连续式拉挤成型工艺431

3.立式拉挤成型工艺431

1.间歇式拉挤成型工艺431

二、拉挤成型工艺的分类431

三、拉挤成型设备432

1.通用(标准)拉挤机432

2.新型拉挤工艺及设备433

3.模具434

第三节 拉挤工艺用树脂基材435

一、基材的作用、组分及选用原则435

1.基材的作用435

2.基材的组分436

3.基材的选用原则436

1.不饱和聚酯树脂437

二、常用热固性树脂437

2.环氧树脂438

3.酚醛树脂440

4.乙烯基酯树脂443

三、热塑性树脂443

第四节 增强材料444

1.无捻玻纤粗纱444

2.玻璃纤维毡445

3.聚酯纤维表面毡445

第五节 常用助剂446

1.脱模剂446

4.玻璃布带446

5.二维织物、三维织物的应用446

2.阻燃剂447

3.填料447

4.色料448

第六节 拉挤工艺参数448

一、成型温度448

2.最佳模具温度分布及分析449

1.温度的确定449

三、牵引力450

二、拉挤速度的确定450

四、各拉挤工艺变量的相关性451

1.热参数、拉挤速度、牵引力三者的关系451

2.T-V-F工艺参数的优化452

五、树脂预热与制品后固化452

一、结构设计453

1.强度设计453

第七节 拉挤制品的设计453

2.刚度设计454

3.连接设计456

二、制品设计457

1.横断面形状设计457

2.材料结构设计457

第八节 拉挤工艺459

一、常见拉挤型材的规格459

1.工字梁459

3.角型材460

2.槽钢460

4.圆管、方管461

5.其他产品461

二、拉挤制品的公差标准462

1.横断面尺寸公差标准462

2.偏心圆管、方管的壁厚公差标准463

3.正直度公差标准463

4.不平度公差标准464

5.其他公差标准464

1.拉挤工艺中的缺陷465

三、拉挤产品的外观状态及工艺控制465

2.拉挤工艺参数的重要性466

四、拉挤工艺的科学管理467

1.原材料验收467

2.中间材料检验467

3.工艺参数控制468

4.模具管理469

5.产品检验469

参考文献470

第二节 原材料471

一、增强材料471

第十一章 FRP波纹(平)板连续成型工艺471

第一节 概述471

二、树脂基体472

三、FRP波纹板用薄膜473

四、其他辅助材料473

第三节 FRP波纹板成型工艺流程及原理474

一、横向成型机组474

二、纵波波纹板成型机组475

一、树脂胶液配方476

第四节 工艺参数确定及品质控制476

二、增强材料和胶液涂覆量的估算477

三、纤维长度及纤维沉降量478

四、夹心带的形成及质量控制479

五、波纹成型和加热炉各区炉温的确定479

第五节 几种特珠板材的生产480

1.胶衣板材的生产480

2.彩条胶衣板材的生产480

1.阻燃、透光型FRP波纹板的应用481

2.普通型透光型FRP波纹板的应用481

第六节 典型制品应用及发展方向481

3.其他方面的应用482

第十二章 增强热塑性塑料片材483

第一节 引方483

一、概述483

二、增强热塑性塑料片材的发展484

三、增强热塑性塑料片材的分类486

1.连续纤维增强热塑性塑料片材486

2.中长纤维增强热塑性塑料片材487

四、增强热塑性塑料片材的特点487

一、概述488

第二节 增强热塑性塑料片材的制造工艺488

二、熔融浸渍工艺489

三、悬浮沉积工艺494

四、其他制造增强热塑性塑料片材的方法495

1.流态化床法495

2.静电吸附法497

第三节 增强热塑性塑料片材制品的成型499

一、制品设计499

二、模具设计500

1.概述503

三、模压成型工艺503

2.装料形式及坯料剪裁504

3.坯料的预热505

4.片材在型面上的铺放方式508

5.制品的压制及冷却固结509

四、增强热塑性塑料片材的性能及其测试方法510

1.增强热塑性塑料片材的机械性能510

2.增强热塑性塑料片材的热性能512

3.增强热塑性塑料片材的电性能513

5.增强热塑性塑料片材的流动性能514

4.增强热塑性塑料片材的耐化学性能514

第四节 增强热塑性塑料片材的应用515

一、概述515

二、在汽车工业中的应用515

1.在美国的开发应用情况515

2.日本的开发应用情况515

3.欧洲开发应用情况518

三、在其他领域中的应用情况518

1.在建筑工业中的应用518

2.在交通运输业中的应用519

3.在其他部门中的应用520

四、增强热塑性塑料片材的再生利用520

参考文献521

第十三章 先进复合材料成型技术523

第一节 概述523

一、成型技术在复合材料结构中的作用523

二、先进复合材料的应用524

第二节 预浸料及其切割526

二、预浸料的制备方法527

一、预浸料种类及对预浸料的基本要求527

三、预浸料的质量控制529

四、预浸料的裁切530

第三节 典型成型工艺简介531

一、热压罐成型531

二、真空袋成型法534

三、压力袋成型法535

四、模压成型法535

五、缠绕法成型536

六、拉拔成型法536

八、树脂转移模成型537

七、软模成型法537

第四节 复合材料成型模具539

一、对模具的基本要求540

二、模具材料540

三、模具结构形式541

四、模具设计要求542

第五节 复合材料的切割加工543

一、切割加工的基本要求543

二、切割工具544

三、制孔545

第六节 制造过程中的工程管理547

一、厂房及环境的要求547

二、复合材料作业管理547

三、成型过程作业管理548

第七节 复合材料无损抽验549

一、复合材料构件的缺陷549

二、复合材料构件的缺陷检测550

1.超声检测550

2.射线检测551

3.涡流检测552

4.光学全息照相553

5.红外检测553

第八节 先进复合材料结构固化用辅助材料554

参考文献557

第十四章 复合材料的二次加工558

第一节 机械加工技术559

一、概述559

二、传统机械加工方法560

1.锉削、磨削与抛光560

2.车削与铣削564

3.钻削与锯削567

4.其他方法569

三、高压水射流切割技术569

1.高压水射流切割的原理及特点570

2.高压水射流切割的分类571

第二节 固定与连接技术571

一、概述571

二、胶接技术573

1.接头型式设计573

2.胶接工艺574

三、机械连接技术577

第三节 表面装饰技术579

一、概述579

二、表面涂装技术580

1.底材的表面处理581

2.涂料的选择583

3.涂装技术584

4.涂层的抛光584

三、表面金属化技术585

1.热喷涂技术585

3.化学镀膜技术586

2.真空镀膜技术586

参考文献587

第十五章 复全材料修理、修复技术588

第一节 概述588

第二节 考虑修理的复合材料结构设计原则和损伤类型589

第三节 修理区域的划分和修理容差的规定590

1.修理区域的划分590

2.修理容差规定591

第四节 部件损伤的检查与评估592

1.损伤的检查592

第五节 复合材料结构的修理类型593

2.损伤的评估593

第六节 复合材料结构修理的原则595

第七节 对轻度缺陷的修复595

1.擦划伤的修补595

2.表面裂纹的修补597

3.表面小气泡、鼓泡的修补597

4.表面针眼、内部气泡与局部分层的修补598

5.表面涂饰598

6.填补用腻子599

1.强度要求不高的裂缝、小孔的修补600

第八节 对各种破损的修复600

2.强度要求高的表面深度剥离与穿孔的修补601

3.大裂缝和断裂的修补603

4.复杂轮廓部分缺损的修补603

第九节 复合材料结构修理的典型方法604

1.复合材料结构修理的典型步聚604

2.典型的修理方法605

第十节 复合材料结构修理设备和设施621

第十一节 复合材料结构修理的适航性和相关技术文件622

参考文献622