复合材料实验 - 图文

材料科学与工程专业实验

第三篇 复 合 材 料 实 验

材料科学与工程学院

材料系

目 录

实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定 实验2 单丝强度和弹性模量测定

实验3 丝束（复丝）表观强度和表观模量测定（参照GB3362-82） 实验4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试 实验5 手糊成型工艺试验 实验6 复合材料模压工艺试验 实验7 层压工艺试验 实验8 热塑性塑料注射成型

实验 9 复合材料真空导入成型工艺试验 实验10 RTM成型工艺试验

实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定

一、实验目的

掌握对酚醛树脂几个重要技术参数的测定方法，证实酚醛树脂由B阶向C阶段过度时放出小分子的事实。 二、实验原理

酚醛树脂由于苯酚上羟甲基（—CH2OH ）的作用，它的固化与环氧树脂和不饱和聚酯树脂不同，在加热固化过程中两个—CH2OH作用将会脱下一个H2O和甲醛（CH2O），甲醛又会马上与树脂中苯环上的活性点反应生成一个新的—CH2OH。这个过程的快慢和放出水分子的本质，将需要用试验证实，从而帮助学生理解树脂含量和固体含量的不同含义。 三、实验仪器和设备

分析天平、智能电热板、秒表、称量瓶或坩埚等。 四、实验步骤

1、 将智能电热板设定至150±1℃且恒定，用一小块铝箔迅速取A阶酚醛树脂的乙醇溶液1g~1.5g放到智能电热板上，同时用秒表记时并开始用玻璃棒摊平和不断搅动，树脂逐渐变成粘稠起丝，直至起丝挑起即断时为终点，停止秒表，记录此时间，即为该树脂样品的150℃条件下的凝胶时间，以秒数表示。重复操作三次，同一树脂每次相差不应大于5s，取其平均值。

2、 取一已恒重的称量瓶或坩埚，称量为m1,取1g 左右的A阶酚醛树脂溶液于称量瓶中，称量总重为m2,然后将它放入80±2℃的恒温烘箱中处理60min，取出放入干燥器中冷却至室温，称量m3,则树脂含量Rc是指挥发溶剂后测出的溶液中树脂的百分比，即：

RC?m3?m1?100%

m2?m13、 将称量为m3的试样再放入160±2℃恒温烘箱中处理60min，取出在干燥器中冷却至室温后称量为m4，则固体含量Sc是指A阶树脂进入C阶后树脂的百分比，即：

SC?m4?m1?100%

m2?m1挥发分Vc就是指B阶树脂进入C阶段树脂过程中放出的水和其他可挥发的成分所占B阶树脂的百分比，即：VC?m3?m4?100%

m3?m1高温固化绝对脱水量（m3－m4）和溶剂量（m2－m3）与树脂溶液总量（m2－m1）之比称为总挥发量Fc：

FC?由此，Vc与Fc的区别是显而易见的。 思考题

m2?m4?100%

m2?m11． 酚醛树脂凝胶时间测定中取树脂溶液的量多量少是否影响测量准确性?为什么?

2． 酚醛树脂与环氧树脂在固化过程中的差别可以了解为什么模压酚醛树脂模塑料（预浸料）时

要中途放气1～3次的原因，也能了解不同著作中所指树脂挥发分的物理意义。

实验2 单丝强度和弹性模量测定

一、实验目的

掌握单丝强度和弹性模量的试验方法。 二、实验原理

单丝试样与材料力学实验的试样比较，其试样尺寸微小，因此，其测试设备也微小，但拉伸过程极为相似，计算拉伸强度和弹性模量的方法也相似。 三、实验仪器与设备

单丝强力仪、带微米刻度的显微镜或千分尺、尖镊子。 四、实验步骤

1. 了解单丝强力仪的工作原理和操作方法。它的主要技术参数有7项：负荷量程范围；0～5N；最小伸长读数0.01mm;下夹持器下降速度为2mm/min～60mm/min，最大行程100mm；最小负荷感量10

4

－

N；工业电源：220V，50Hz。单丝强力仪实际上是一台小型电子万能试验机，负荷数和伸长量均数

字显示，外形由主机台、控制器和打印机三部分组成。

2. 准备和校验：将主机台控制器和打印机三部分用19芯和5芯连线连接，通电预热30min。检查“上升”和“下降”开关，看下夹器运动是否正常。用100g砝码调满，然后去砝码调零，再用50g砝码校核负荷显示数，如有误差可反复调零和调满。 3. 选择拉伸速度2mm/min。

4. 按图1所示选择单根碳纤维或玻璃纤维于纸框中位粘好。试样至少10个，并编号。

图 1 单丝试样制作纸框图

1-单丝；2-折迭痕；3-纸框；4-上夹头夹处

5-剪断处；6-下夹头夹处

5. 依编号将纸框在主机上夹头夹好，慢慢上升下夹持器，使之正好夹住纸框下端。小心剪断纸框两边。

记录上下夹持器距离L0。

6. 开启“下降”进行拉伸。一般要求在20s之内将纤维拉断。显示屏自动显示最大负荷数和断裂伸长值。

7. 取下被拉断的单丝，放在显微镜物台上测量单丝的直径d，或用杠杆千分表测d值。 8. 按如下公式计算单丝拉伸强度和模量：

拉伸强度：?拉＝4P ?d24P?4P?L应力?d2拉伸模量：E? ＝?应变?L?d2?LL0式中：P--断裂负荷，N；

P’--记录直线段上某一点的负荷，N; d--纤维单丝直径，mm; L0--起始受拉单丝长度，mm;

ΔL--对应于P’那一点单丝伸长的长度，mm。

9. 依编号拉伸，将所有有效试验的σ拉和E分别计算其算术平均值X、标准差S和离散系数Cv。

实验3 丝束（复丝）表观强度和表观模量测定（参照GB3362-82）

一、 实验目的

掌握丝束表观强度和表观模量测定法。 二、 实验原理

丝束（复丝）和单丝不一样，它是一个多元体，如果直接加载拉伸，则纤维断裂参差不齐，所以国际规定将丝浸上树脂，让其粘结为一个整体。然而这个整体由纤维和树脂掺杂组成，不是一个均匀体，于是就将此种情况下测试的丝束强度和模量用“表观”二字限定。 三、 实验仪器和材料

万能试验机、牛皮纸和环氧树脂及固化剂。 四、 实验步骤

1． 选定已知支数和股数的玻璃纤维或碳纤维，使之浸渍常温固化的环氧树脂和固化剂的混合物（如E-51 100g、丙酮20g、二乙烯三胺10g）。然后将已浸树脂的丝束剪成长度为360mm左右的丝束，共10根，并排放在脱膜纸上，并保证有250mm长的平直段，两头用夹子夹住拴一小重物使

丝束展直，并在两头粘上牛皮纸加强（如图1），放置80℃烘箱中0.5小时固化定形。

图1纤维束拉伸试验试样 1—纤维束 2—纸片

2. 了解万能试验机的使用方法，选择0~500N的量程和15mm/min的拉伸速度。 3. 将试样的牛皮纸加强部分在试验机上下夹头夹住。取规定的标距200mm。

4. 进行拉伸试验，记录每个样品的断裂载荷Pb和负荷变形曲线。断裂在夹头处的样品作废。有效试样不能低于5根。

5．取一定长度为L的丝束一段，称其质量为m,则该纤维束的线密度t=m/L(g/mm或g/m)。 6．按下式分别计算丝束的表观强度σt、表观模量Eα和股强度f：

?t?PbPb?? At?PL0? A?LEa?f?式中：Pb——断裂载荷，N；

PbP?b

丝束股数n； ?——纤维密度（玻璃纤维2.55g/cm3，碳纤维1.87g/cm3）

A ——丝束的横截面积，A?t?,mm;

2 △P——变形曲线直线段上某一载荷值，N； ?L——对应?P的标距L0的变形量，mm； L0——测试规定的标距，mm； n ——丝束中所含纱的股数。

7．求?t和Eα的算术平均值、标准差和离散系数。

8．学生可以测定一组不浸胶丝束的强度数据，观察断裂模式的不同。

实验 4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试

一、 实验目的

1. 掌握树脂浇注体工艺技术要点； 2. 学会清除热应力方法的操作要点；

3. 掌握巴科尔（Barcol）硬度计的使用方法。 二、 实验内容

1． 选择适合于浇注的树脂配方，并进行树脂浇注、固化； 2． 对树脂浇注体试样进行热应力清除；

3． 用巴科尔硬度计检测树脂浇注体的固化情况，比较热应力清除前后巴氏硬度的变化。 三、 实验原理

以聚合物为基体的复合材料制品在设计时基体的性能数据通常用树脂浇注体性能来代替，掌握树脂浇注技术很有必要。

本实验的重点是学习树脂浇注技术，包括选择合理的配方、合理的固化制度以及搅拌、真空脱泡、浇入模具等操作内容。

建议浇注马丁耐热和热变形温度试验的试样（每种3根），其模具空腔尺寸为： 马丁耐热试样：120mm×15mm×10mm 热变形温度试样：120mm×10mm×15mm

树脂浇注体或树脂基复合材料在热固化之后由于高温交联固化反应，体积会发生微量收缩，冷却后就存在不同程度的热应力，如果这种内应力不消除，将导致所测试的某些性能存在很大误差。这也就是为什么要制定“树脂浇注体力学性能试验方法总则（GB2567-81）”和“纤维增强塑料性能试验方法总则（GB1446-83）”的原因。

四、实验仪器和设备

1． 平板浇注模具，马丁耐热和热变形温度试样模具； 2． 巴科尔硬度计； 3． 必要的树脂和固化剂等。 五、实验步骤

1.选择一个合理的浇注用树脂配方并实施浇注和固化

（1）对浇注用树脂配方最重要的要求有两条：一是在加热过程和固化反应中不挥发或不放出可挥发的小分子；二是温度在Ti以下它的粘度较小，或随温度逐渐升高粘度变大缓慢。否则，得不到好的树脂浇注体样品。 （2）提供两个参考配方：

不饱和聚酯树脂配方：

聚酯树脂196# 100（质量份）

过氧化苯甲酰糊 3（质量份） 40℃-50℃预固化3h后再在100℃固化2h 环烷酸钴促进剂 1.0（质量份） 环氧树脂配方：

环氧树脂-51 100（质量份）

MNA 80（质量份） 100℃预固化2小时后再在160℃固化2小时

苄基二甲胺促进剂 1.0（质量份）

（3）清理模具，在配合面和模腔内表面涂上薄薄一层硅脂，一方面便于脱模，另一方面保证树脂在加热后粘度变小时不致漏流；

（4）将称量好的树脂配方中的各组分（其中10g以上精确到0.5g促进剂精确到0.1g）混合并用玻璃棒直立在容器中画圈搅拌均匀，防止把空气打进树脂中。静置10min，观察树脂中的气泡上升在表面集聚的状态，如它们不自动消失就有必要在真空瓶中脱泡，即马上将试样放入真空干燥瓶中，用真空泵与上部的出口阀相连，缓慢打开阀门，使干燥瓶中的试样减压消泡； （5）将模具放入固化炉中，并调置模具于水平状态；

（6）将无气泡树脂流体靠模具一边慢慢倒入模具中（不要断流，切勿带入气泡），马上检查有无漏滴。如有漏流，则应倒出树脂重新清理模具，重新操作； （7）按固化制度升温固化；

（8）将固化好的树脂浇注体冷却脱模、修边或制作试样；

（9）目测固化好的树脂浇注体外观，并作出评价。然后用直尺侧立检查浇注体平面看是否翘曲。有内应力它就会翘曲变形，特别是薄板或面积较大的板。

1． 消除树脂浇注体的内应力（参照GB2567-81）

(1) 油浴消除内应力方法：对油的要求是材料不与其起化学反应，不吸收，不溶解，不被溶胀。加工好的试样用棉纱擦净后平稳地置于盛有油的容器中，且使试样整个地浸入油中，然后将盛有油并浸入试样的容器放入烘箱内，使箱内温度在1小时由室温升至“处理温度”，恒温3小时后关闭电源，随炉冷却到室温；将试样从油浴中取出用滤纸或餐巾纸将表面的油渍擦干。“处理温度”的选择很重要，GB2567-81选为“略低于待测试样材料的软化点”，笔者建议略高于待测试样的Tg。这是因为热固化后的树脂没有软化点，但仍然有玻璃化转变区和Tg。

(2) 空气浴消除内应力方法：将加工好的试样用棉纱擦净后平整地码在一平铝板上，然后将铝板托起平稳地放入烘箱内，箱内温度1h内从室温升至“处理温度”，恒温3h 再随炉冷却，取出后放于干燥器中。

检查试样还存在内应力否，如有，则按前述方法再消除内应力，直至内应力消除为止。 2． 用巴科尔硬度计测定树脂浇注体试样的硬度（参照GB3854-83）

（1） 选择适合于测量热固性树脂和复合材料的HBa-1型或GYZJ934-1型巴氏硬度计，它的结构简图如图1所示；

图1 GYZJ934-1型巴氏硬度计

1- 指示表；2-主轴；3-载荷调整螺丝；4-载荷调整弹簧；5-机壳

6-满度调整螺丝；7-锁紧螺母；8-压头；9-撑脚

（2） 巴氏硬度计虽然是以压痕深浅来表示试样的硬度，但它不是一个绝对硬值，而是一个与玻璃硬度相比较的相对值。所以每次使用前一定要用玻璃校正或标定。具体方法是取一个平板玻璃置于巴氏硬度计压头下，用力压下去，看指针是否指向100，如不是则调整为100；

（3） 树脂浇注体的上表面应平整光滑、无气泡和裂纹。将试样平放于实验台面上，不应悬空和翘曲，然后握住巴氏硬度计以较大的手力往试样上表面压下，同时观察和记录表头指出的最大数。重复10-20次，每次测点应至少相隔5mm，将结果用统计法求出算术平均值、标准差和离散系数； (4) 测量树脂浇注体试样内应力消除之前和之后的巴氏硬度，比较两组结果并讨论；

(5) 测量完以后还应将玻璃片再校核一次，看巴氏硬度计的压头是否受损，如压头受损则玻璃片所测数就不会是100，此时的处理办法是将前面所测数据全面检查，凡反常数据都应丢弃。 思考题：

1． A阶酚醛树脂能否制作浇注体？酚醛树脂玻璃钢的基体性能如何确定？

2． 用脂肪氨作固化剂的环氧树脂浇注体和低沸点交联剂的不饱和聚酯树脂浇注体为什么与预固温度不能太高？

3． 选择低粘度环氧树脂有利于做好浇注体。如果树脂常温下粘度大则配胶时搅动的气泡不易排出，提高温度可使粘度下降，但如固化剂选择不当，在升温时又会使交联反应加快，粘度上升过快，没有足够的低粘度持续时间，树脂中的气泡还是不易排出，因此做完该次实验后各自总结做好树脂浇注体的经验和教训。

实验5 手糊成型工艺试验

手糊成型工艺属于低压成型工艺，所用设备简单，投资少，见效快，有时还可现场制造某些制品，方便运输，所以在国内很多中小企业仍然是以手糊为主要生产方式，就是大型企业中手糊工艺也经常被用来解决一些临时的、单件的生产问题。据有关资料统计，复合材料的制品产量很高的日本，手糊制品约占总产量的1/3。

手糊成型工艺的最大特点是灵活，适宜于多品种、小批量生产。目前，在国内采用手糊成型生产的产品由浴盆、波纹瓦、雨阳罩、冷却塔、活动房屋、贮槽、贮罐、渔船、游艇、汽车壳体、大型圆球屋顶、天线罩、卫星接收天线、舞台道具、航空模型、设备护罩或屏蔽罩、通风管道、河道浮标等。因此，复合材料专业的学生掌握手糊工艺技术很有必要。 一、实验目的

1. 掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧；

2. 学会用石膏或木材制作简单形状的模具，并使模具表面达到较高质量； 3. 合理剪裁玻璃布和铺设玻璃布；

4. 进一步理解不饱和聚酯树脂和胶衣树脂配方、凝胶、脱模强度、富树脂层等物理概念和实

际意义。

二、实验内容

1. 根据各校具体情况选定某一切实可行的制品，安排制作过程为实验内容； 2. 用添加阻燃剂方法手糊3mm厚和4mm厚且长、宽各300mm的阻燃玻璃钢平板； 3. 按制品要求剪裁玻璃布； 4. 手糊工艺操作；

5. 脱模并修毛边，如有可能还可装饰美化； 6. 对自己手糊制品进行非破坏性质量评定。 三、实验原理

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，所以手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂。 四、实验仪器和药品

1.手糊工具：辊子、毛刷、刮刀；

2.模具制作：盒子、刮板、砂纸、木工工具；

3.树脂、引发剂、促进剂、颜料、脱膜膏、封孔剂、阻燃剂等。 五、实验步骤

1. 模具制作

（1）场地准备 制作模具和手糊要占据一定的场地，通常不宜在实验桌上进行。另外，要求手糊场地气温在15－25℃范围，不潮湿，无灰尘飞扬，通风，清洁。

（2）根据模具大小选择木板为底座，便于模具移动。例如做一头盔模具，就需0.4 m×0.4m的木板作底座。

（3）用半水石膏粉（GaSO4.1/2H2O）调入水中堆制粗糙的模型，要求外表面光滑的制品用阴模，要求内表面光滑的制品用阳模。

（4）配制封孔剂，称取25g酒精漆片（又名虫胶漆片）溶于50ml乙醇中，溶解后以纱布滤去渣子，装瓶加盖，待用。

五、成型条件

料筒和喷嘴温度 1段（℃）2段（℃）3段（℃） 物料温度（℃） 模具温度 定模（℃） 动模（℃） 成型压力（kg/cm） 注射压力 ″ ″ ″ 保压压力 ″ ″ ″ 预塑压力 ″ ″ ″ 螺杆转速（转/分） 时间 （秒）

实验 9 复合材料真空导入成型工艺实验

一、 实验目的

1、 了解并且学会真空导入成型实验原理。

2、掌握复合材料成型工艺技术要点、操作程序和技巧

3、进一步理解不饱和聚酯树脂和胶衣树脂配方、凝胶等物理概念和实际意义。

二、 实验原理

随着在游艇、风力发电叶片等制品上的应用，真空导人工艺 (Vacuum Infusion Process，VIP )近几年得到了快速发展，作为一种相对高性能低成本的成型技术，正被越来越多的人认识和采用。

真空导人工艺具体的成型方法是将纤维增强材料直接铺放在模具上，在纤维增强材料上再铺放剥离层和高渗透介质，然后用真空薄膜包覆及密封，抽出体系中的空气，利用真空产生的负压把树脂注人并浸渍增强材料，最后充满整个模具。制品固化后，揭去真空材料，在模具上得到所需的制品。

真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）

2 t =? 2h/(2 k DP )

t 是导入时间，由四个参数来决定。

h-树脂粘度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需导入时间就短，因此真空导入所

用的树脂粘度一般不能太高。这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。

?-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。 DP-压力差, 体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然

所需导入时间也越短。

k = 渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润好坏的参数。k值大说明浸润好，象连续毡，

多向毡要比方格布，短切毡易被树脂浸润。因此为了使得树脂在增强材料被压实的情况下能方便的充满体系，一般会人为设置一些导流槽，比如在夹心泡沫上下打孔等。

三、真空导入工艺优点及对原材料的要求

与其他工艺相比，真空导人工艺具有非常多的优点 ：①作为一种闭模成型工艺，树脂在固化过程中减少了交联单体的挥发 ，对环境几乎无污染 ，减少了操作者与有害物质的接触；②处于真空负压下的树脂能够完全浸渍纤维增强材料 ，并且体系中不留有多余的树脂，成型的制品纤维含量高、性能高 、孔隙率低 ；③在成型条件一样的情况下 ，真空导人工艺成型的制品具有很好的可重复性，受人为因素的影响减少 ，这对于重量要求稳定的玻璃钢制品是很关键的；④对模具要求不高 ，模具制作相对简单。使用单面模具，就可以得到两面光滑平整的制品，节约了模具制造成本。

由于真空导入工艺具有很多的优点 ，所以对原材料的要求就相对比较高，特别是对在真空负压下流动的树脂 ，①具有低粘度 ，一般需控制在300cP以下 ，仅借助真空即可在增强材料堆积的预成型体中流动 、浸透 ，而且要有足够长时间不变的最佳粘度和流动性 ；②能够常温固化 ，具有良好的力学性能 、低收缩 、低放热的性能；③具有较好的固化特性 ，有适宜的凝胶时间和快速固化的性能。凝胶时间太短树脂较难填满整个模腔，凝胶时间过长将会影响制品的脱模时间和生产效率。基体树脂是复合材料成型的基础材料 ，在真空导人工艺成型中，目前最常用的基体树脂是不饱和聚酯树脂 (U nsaturated Polyester Resins，UPR )，因为相对于乙烯基酯树脂和环氧树脂，不饱和聚酯树脂具有综合性能优良、价格低 、流动性能好 、易加工等一系列的特点。 四、 实验仪器及原料 1、实验仪器

真空泵，接口，压力表，导流管，脱模布，导流布，真空袋等等。 2、 实验原料

不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴等 五、 实验步骤

1、准备模具

和其它积层工艺一样， 对VIP来说高质量的模具也是必须的。表面要有较高的硬度和较高的光泽，并且模具边缘至少保留15厘米，便于密封条和管路的铺设。对模具进行清理干净，然后打脱模蜡或抹脱模水。 2、施工胶衣面

可以根据制品的要求，可以用产品胶衣和打磨胶衣，选用类型有邻苯，间苯和乙烯基。用手刷和喷射的方法施工胶衣。 3、增强材料铺设

选用增强材料-玻璃纤维，碳纤维，夹心材料?这要依据制品强度要求来定。选择增强材料对积层工艺来说是很重要的一步，但对于VIP要多考虑几点。 虽然所有织物都可以用，但不同的材料和织法会影响树脂流速。

4、真空袋材料铺设

先铺上脱模布，接着是导流布，最后是真空袋。在合上真空袋之前，要仔细考虑树脂和抽真空管路的走向，否则有的地方树脂会无法浸润到。铺设时要非常小心，以免一些尖锐物刺破真空袋。

5、抽真空

铺完这些材料后，夹紧各进树脂管，对整个体系抽真空，尽量把体系中空气抽空，并检查气密性，这一步很关键，如有漏点存在，当树脂导入时，空气会进体入体系，气泡会在漏点向其它地方渗入，甚至于有可能整个制品报废。

6、配树脂

抽真空达到一定要求后，准备树脂。按凝胶时间配入相应的促进剂和固化剂，切记不能忘加固化剂，否则很难弥补。不过一般真空导入树脂含有固化指示剂，可以从颜色上来判断是否加了固化剂。

7、导入树脂

把进树脂管路插入配好的树脂桶中，根据进料顺序依次打开夹子，注意树脂桶的量，及时补充。

8、脱模

树脂凝胶固化到一定程度后，揭去真空袋材料。从模具上取出制品并进行后处理。

六、 思考题及实验感想

1、 真空导入法成型工艺有什么优点？ 2、 真空导入成型工艺对原料有什么要求？ 3、 实验感想

复合材料树脂传递模塑（RTM）成型工艺实验

一、 实验目的

1. 掌握RTM成型工艺，操作方法； 2. 了解RTM成型工艺的实验原理及影响因素 二、实验原理

树脂传递模塑成型简称RTM（Resin Transfer Molding）。RTM起始于50年代，是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术，可以生产出两面光的制品。在国外属于这一工艺范畴的还有树脂注射工艺（Resin Injection）和压力注射工艺(Pressure Infection)。

RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。

成型设备 RTM成型设备主要是树脂压注机和模具。①树脂压注机由树脂泵、注射枪组成。树脂泵是一组活塞式往复泵，最上端是一个空气动力泵。当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时，树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器，侧向杠杆使

固化剂泵运动，将固化剂定量地抽至贮存器。压缩空气充入两个贮存器，产生与泵压力相反的缓冲力，保证树脂和固化剂能稳定的流向注射枪头。注射枪口后有一个静态紊流混合器，可使树脂和固化剂在无气状态下混合均匀，然后经枪口注入模具，混合器后面设计有清洗剂入口，它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联，当机器使用完后，打开开关，溶剂自动喷出，将注射枪清洗干净。②模具 RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。玻璃钢模具容易制造，价格较低，聚酯玻璃钢模具可使用2000次，环氧玻璃钢模具可使用4000次。表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。金属模具在RTM工艺中很少使用，一般来讲，RTM的模具费仅为SMC的2%～16%。 三、成型技术特点及应用

RTM成型技术的特点：①可以制造两面光的制品；②成型效率高，适合于中等规模 的玻璃钢产品生产（20000件/年以内）；③RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；④增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建厂投资少，上马快。

RTM技术适用范围很广，目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业 领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋浆、8.5m长的风力发电机叶片、天线 罩、机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等

四、实验用原材料及仪器 （1）RTM原材料

RTM用的原材料有树脂体系、增强材料和填料。 树脂体系 RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂。

增强材料 一般RTM的增强材料主要是玻璃纤维，其含量为25%～45%（重量比）；常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布。

填料 填料对RTM工艺很重要，它不仅能降低成本，改善性能，而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%～40%。

（2） 实验仪器

空气压缩机；RTM模具；储料罐；尼龙管、金属卡箍；玻璃纤维或碳纤维布、丙酮、聚酯、促进剂、固化剂、脱模剂；扳手、秒表等。 五、实验内容 1.准备：

（1） 清理模具；

（2） 剪玻璃布200*200mm一块并称重； （3） 清理上下模具表面及各浇口、涂脱模剂；

（4） 把玻璃布放入模具中；盖上上模，对角紧螺栓，至少三遍； （5） 取树脂按比例加入促进剂放入供料容器中；

（6） 将固化剂倒入固化剂瓶中；至少要高于出料口5厘米；

（7） 将提料管插入供料容器中；调节气压阀；使材料泵缓慢运动；直到清晰的树脂从回流管

流出；

（8） 固化剂比例选择，拔出固化剂泵上端连接件的销子，将此端对准所选固化剂比例值位置，

插入销子，再拔下固化剂泵下端连接件上的销子，固定在与上端同样值的位置。

（9） 用手上下抽动固化剂泵臂，使固化剂从回流管中流出到固化剂瓶中，连续抽动，直到无

气泡稳定的固化剂流出现。

2.注射：

（1） 将注射枪上的阀门和固化剂阀门置于注射位置。 （2） 将主机控制板面上的注射回流开关置于注射位置。 （3） 设置好固化剂的位置。

（4） 按住注射枪上的气动阀门，开始注射。; （5） 释放注射枪上气动阀门，停止注射。

（6） 清晰枪头，步骤为：气净----丙酮清洗-----气净； （7） 完成以上步骤后，将注射枪上的阀门置于回流的位置。

3.清洗：

（1）确保清洗剂压力调节阀门关闭，压力表指针在最小处，将阀门旋钮逆时针转到底； （2）慢慢拉起释放阀，小心泄掉清洗罐中的压力；

（3）当清洗罐中的压力全部泄掉打开顶盖，倒入适量清洗的丙酮，盖上顶盖； （4）将压力阀顺时针调节到合适范围；

（5）将注射头对准一个合适的容器，轮换打开清洗罐上的空气球阀与丙酮球阀，将枪头进行空气和溶剂反复清洗，直到清除枪体中所有残余溶剂。 4.卸模：

（1） 松开螺栓；

（2） 拧紧卸模螺栓，使上下模分离，取出成品板； （3） 去除多余固化树脂，称重计算树脂含量； （4） 清理模具。 六、写出实验感想

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