挤拉成型工艺及其发展动向

、 挤位成翻工艺及其发展动向 南京玻劝纤雄研究设计院 钱世准 玻瑞炯的挤拉成型工艺是一种生产玻瑞钢 型材的连续生产 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 与玻确钥的其他生产方 法相比 , 拚拉成型工艺具有下列优点 生产过程连续进行 , 生产效率高 , 便 于实现自动化 , 制品中增强材料 的 含 量一 般 可 达 左右 , 制品的机械性能与纤维缠绕 玻瑞钢栩品相近 , 色 能够充分发挥增强材料的作用 , 制品 的性能稳定 、 可靠 , 钊品具有良好的整体性 , 不需要或只 需要进行少量的后加工 , 。 原材料的利用率高 , 在生产过程中一 般只有少最的树脂损耗 , 任 。 设备的投资费用低 , 。 能够生产截面形状复杂的制品 , 。 能够调整制品的纵向强度和 横 向 强 度 , 以适应不同制品的要求 。 国外早在 年就已采用挤拉成型工艺制 造钓鱼杆等玻璃钢制品 , 年代技 术 渐 趋 成 熟 , 年代以后发展十分迅速 , 至今已在美国 、 日本 、 联邦撼国 、 英国、 法国和瑞典等国家获 得了广泛应用 。 据统计 , 近年来全世界拚拉成型玻瑞钢制 品的增长率为 , 而同翔整个玻琳钢 翻品的年增长 仅为 包 奋 , 舫年挤拉 成型毅瑞栩佃品的产盘比 牟增长 , · 而 旅个玻晌栩徽辞仅为 , 哪左右 。 原材料 树脂 拚拉成型工艺对树脂的基本要 求 为 枯 度 低 , 对增强材料的浸透速度快 , 粘结性好 , 存 放期长 , 固化快 , 具有一定的柔软性 , 成塑时 制品不易产生裂纹 。 挤拉成型工艺所用的树脂主要有不饱和聚 醋树脂 、 环氧树脂和乙烯基酸树脂等 , 其中以 不饱和聚醋树脂为主 , 大约占总用量的 拓 。 一般而言 , 能用于万 和 的不饱和 聚醋树脂都可以用于拼拉成型工艺 。 当然 , 在 实际应用中 , 应根据挤拉成型工艺的特点和最 终产品的用途要求来调整不饱和聚醋的配方 。 目前 , 国外一般使用挤拉成型工艺专用的 不饱和聚酩树脂 。 下面是美国尺杭 叭 公司 推荐使用的五种挤拉成型工艺专用 的 聚甫 树 脂 。 、 了 一 , 系硬质、 高反应 性间苯型聚醋树脂 , 它与低收缩性填料的相容 性好 , 与传统的聚醋树脂相比 , 挤拉速度可提 高五倍 。 一 , 是一 种 中 反应性间苯型聚醋树脂 , 特别适于制造直径为 以上的型材 , 且具有良好的耐腐蚀性 。 了 一 , 硬质 、 高反应性间苯 型雍 树脂 , 特别适于侧造要求具有较高的附 热性和韧性的制品 。 了 ‘ 一 中反应性间苯型聚醋树脂 , 清用于脚造咐有蚀 翻品 。 厂匕 哪 乡 , 招 , 硬质丸 高 、 足 应性聚甫树脂 , 配方中含有 人 等组分动 、 , ·、 · ‘近年来 , 陇肴挤拉成型戈艺的没堆嘟不断 推出了用于挤拉成型工艺的新型树脂 。例如 , 美 国的 公司推出的 系列聚酮 , 公司推出的 聚酸树脂等 。 。 人 刃五 树脂公司以对甲基苯乙烯代替苯乙烯 单体 , 提高了聚醋树脂挤拉成型制品的耐热性和抗裂 性 , 并能提高挤拉速度 。 公司在 聚 醋树 脂中加人二烯丙基四嗅邻苯二甲酸醋 , 改善了 挤拉成型制品的难燃性 。 公 司 在聚醋 树脂中添加 反应性增塑 剂 , 可减少树 脂的放热作用 , 因而可以防止制品在成型过程 中产生裂纹 , 并能提高挤拉速度 。 用于挤拉成型工艺的专用环氧树脂都是室 温固化型环氧树脂 , 主要是双酚 与环氧氯丙 烷的缩合物 , 粘度在 。。。厘泊以上 。 固化剂对挤拉成型工艺用环氧树脂的工艺 性能和制品性能有很大的影响 。 选择合适的固 化剂可降低树脂的粘度 , 减少树脂对成型模具 的附着力 , 缩短树脂的固化时间 , 提高树脂的 热变形温度 , 改善制品的机械性能 。 对于挤拉 成型工艺用环氧树脂 , 通常选用溶解度高或熔 点高的二酸醉或环胺类固化剂 。 挤拉成型工艺 用的乙烯基醋树脂是一种由 环氧树脂主链同甲基丙烯酸反应而制得的双酚 乙烯基醋树脂 。 为了确保在成型时具有一 定 的挤拉速度 , 这种乙烯基醋树脂大都需要使用 促进剂 。 近年来还有公司开发成用于挤拉成型工艺 的阻燃型乙烯基醋树脂 , 这一类树脂大都是澳 化的双酚 环氧一 甲基丙烯酸聚合物 , 或 者 是 在通常的乙烯基醋树脂中加人了反应性嗅化化 合物 。 近年来 公司及子公 司 , 公司致力于开发挤拉成型工艺用的热 固 性 甲 基丙烯酸醋树脂 。 年正式推出了两种商标 名称叫 和 的挤拉成 型 工 艺用甲基丙烯酸醋树脂 。 这是两种低聚合度的 聚氨醋 甲基丙烯酸醋树脂 , 它们的特点是粘度 低 , 反应性高 。 为了提高挤拉成型玻璃钢制品 的 使 用 温 度 , 还有的公司正在试验用改性酚醛树脂制造 挤拉制品 。 已经经过试验 的是用乙二醇改性的 阶酚醛树脂和用齐聚 多元醇改性的 阶酚醛 树脂 。 应用这两种改性酚醛树脂制得的挤拉成 型玻璃钢制品的弯曲强度和弯曲模量与通用的 聚酷树脂制品相同 , 但热变形温度要高得多。 应用热塑性树脂制造挤拉成型 玻 璃 钢 制 品 , 可以提高制品的耐热性和韧性 , 降低制品 的成本 。 已经用于这一用途的热塑性树脂有聚 矾 、 聚醚枫 、 聚丙烯 、 、 尼龙 、 聚 碳 酸 醋 、 聚亚苯基硫醚等 。 。 增强材料 挤拉成型工艺 中所用的增强材料绝大部分 是玻璃纤维 , 其次是聚醋纤 维 。 在 宇 航 、 航 空 、 造船 、 运动器材和某些机械用途中 , 有时 也应用芳纶 、 碳纤维等高性能增强材料 。 在挤拉成型工艺中所应用的玻璃纤维增强 材料有无捻粗纱 、 短切原丝毡 、 连续原丝毡 、 组合毡 、 无捻粗纱织物和针织物等 , 其中用得 最多的无捻粗纱 。 所有的玻璃纤维增强材料都 必须经过适当的表面处理 , 处理剂中含有与树 脂系统相匹配的偶联剂 。 无捻粗纱分合股原丝和直接无 捻 粗 纱 两 种 。 挤拉成型工艺对无捻粗纱的主要要求是不 产生悬垂现象 , 而合股原丝由于张力不均匀 , 因而容易产生悬垂现象 , 这样无捻粗纱在挤拉 成型设备进料端会形成松驰和圈结 , 影响作业 的顺利进行 。 除此以外 , 直接无捻粗纱还具有 集束性好 , 树脂浸透速度快 , 制品机械性能优 良等优点 , 所以 , 目前大多都趋向于应用直接 无捻粗纱 。 近年来还有些公司开发成功几种具有一定 的横向增强效果的膨体无捻粗纱 , 如卷曲无捻 粗纱和空气变形无捻粗纱 。 这类无捻粗纱中有 部分纤维膨松成单丝状态 , 所以还能改善挤拉 成型制品的表面质量 。 为了使挤拉成型玻璃钢制品具有足够的横 向强度 , 必须使用短切原丝毡 、 连续原丝毡 、 组 合毡 、 无 捻粗纱织物和针织物等增强材料 。 短 切原丝毡必须共有较高的机械强度 , 以适应挤 拉成型设备对增强材料的要求 。 对于化学粘结 的短切原丝毡 , 粘结剂必须能耐浸胶和预成型 时的化学和热作川 , 使短 切原丝毡在成型时仍 具有足够的强度言一般的短切原丝毡很难达到 上述要求 , 为此 , 可使用由无捻粗纱和短切原 丝毡租扒械方法洁合呵卑合钻‘ 津汐拚拉成型工艺的玻瑞纤维横向增强材 料 , 目前用得较普斌的是连续原丝毡和无坛粗 纱脚物 , 特别是截面形状比较复杂的制品更是 匆此 , · 玻确牙雄表面钻用于表面禽要 , 晨富 树脂层的耐布恤制品 , 但容易使表面产生泪滴 缺陷 , 而使用机织物不仅可以避免这种泪滴缺 陷 , 还可以显著改善制品的纵向和横向强度。 在增强材料方面近年来最重要的进展是开 发成功多种玻璃纤维针织织物 。 连续原丝毡和 无捻粗纱织物虽能提供足够的横向强度 , 但它 的单重不均匀 , 原丝分布时密时稀 , 甚至有原丝 结团那象 。 粘结剂的分布也不均匀 。 此外 , 连 续原丝毡的位伸强度还不能完全满足挤拉成型 俊番对增强材料的要求 。 , 无捻粗纱织物不但成 本较贵 , 而且在织造过程中由于经纬纱的弯曲 而降低了玻璃纤维的强度 。 使用玻璃纤维针织 织物可以克服上述缺点 。 玻璃纤维针织织物中的纱线并不是交织在 一起的 , 而是互相重叠在一起 , 并通过成圈妙 使它们固定 。 针织织物单重均匀 , 强度高 、 弹 性和悬垂性好 , 可以提高玻璃钢制品的冲击强 度和剪切强度 , 并可加工成定向或三向织物 。 三向针织织物是制造高性能挤拉成丝玻璃 钢制品的理想增强材料 , 可以克服用传统增强 材料制造的制品层间剪切强度低 , 易于分层等 映点 。 近年来 , 还相继出现了用玻璃纤维和碳纤 维或苯纶编织成的三向针织织物 , 以及全碳纤 维三向针织织物 。 应用这些高性能三向针织织 物可以用铆拉成型工艺制清成本低赛、 ’ 性能优 良的玻璃钢构件 , 如高架塔 、 桥梁 、 房屋 、 汽 车 、 飞机 、 夭线等构件 , 典型的挤拉成型工艺由送纱 、 浸胶 、 预成 型 、 固化成型 、 牵引和切割工序组成。 挤拉成 型工艺示毒图如下 挤拉成型工 艺示意图 一纱架 一树脂槽 一预成型模 一成型模 一牵引装置 。 二 、 工艺过程和设备 。 工艺过程 玻璃纤维无捻粗纱从纱架引出 , 经过集束 辊进入树脂槽中浸胶 , 然后进入预成型模 , 排 除多余的树脂 , 并在压实过程中排除气饱 , 再 进人成型模 , 玻璃纤维和树脂在成型模中成型 并固化 , 再由牵引装置拉出 , 最后由切创装置 切割成所需长度的制品 。 在生产过程中 , 每一道工序都可以采用不 同的方法和设备 。 例如 , 牵引方法有间歇牵引 和连续牵引 , 固化方法有模内固化 、 炉内固化 和高频电磁固化等 。 还可以在浸胶后缠绕薄膜 或针织物 。 所以 , 在实际的工业生产中 , 可以 有许多工艺过程供制造商选择 。 一般说来 , 采用在挤拉模具内完全固化的 方法 , 制品的表面比较光滑 , 但经较长时间的 连续生产后 , 由于模具内表面的磨损 , 会使制 品表面有划痕 。 另外 , 将已完全固化的制品从 挤拉模具内拉出 , 所需的拉力较大 , 所以需要 使用大功率牵引设备。 采用在模具内胶化 , 出 模后固化的方法 , 制品的表面虽不太光滑 , 但 将制品从挤拉模具内拉出的力较小 , 所以可以 使用获小功率的牵引设备 。 还有一种立式成型工艺 , 即将 上述 · 六 道 工序沿靡直方向布置 。 这种成型工 艺 主 要 用 于制造空腹型材 。 因为在生产空腹型材时 , 芯 模只有一端支承 , 如果采用卧式工艺 , 那么由 于芯模悬臂端的下垂 , 会使挤拉出的制品壁厚 不均 。 但是 , 立式成型工艺不能消除由于材料 在固化前发生横向位移或流动而形成的缺陷 。 设备 送纱装置 送纱装置相对来讲比较 简单 , 因为无捻粗纱等增强材料的送进速度比 较慢 。 从纱筒上退出的无捻粗纱通过纱架上的 猪尾形导纱钩导向浸胶槽 。 需要精确导向时通 常使用孔板导纱器或塑料管导纱器 。 连续原丝 毡 、织物等增强材料通常被裁剪成窄带后使用 , 送进速度通常也很慢 , 所以一般不会发生拉断 等情况 , 在送进过程中 , 也不必给这类增强材 料增加张力 , 因为在浸胶槽中产生的张力已足 以保证实现正常的送进作业 。 浸胶装置 浸胶装置由树脂槽 、 导 向辊 、 压辊 、 分纱栅板 、 挤胶辊等组成 。 树脂槽 通常长 英尺 。树脂槽的长度过短 , 增强材 料在槽内停留时间过短 , 不利于树脂对增强材 料的浸透 , 长度过长 , 增强材料在槽内停留时 间过长 , 树脂槽中的溶剂可能会同增强材料的 粘结剂发生化学作用 。 分纱栅板的作用是将浸 涂树脂后的玻璃纤维无捻粗纱彼此分开 , 确保 增强材料在挤拉成型制品 , 特别是截面形状复 杂的制品 中各部位的分布达到设计要求 。 挤胶 辊的作用是促进树脂对增强材料的浸透 , 将 多 余的树脂挤去并排除混入的气抱 , 这些对于控 制树脂的含量 , 确保挤拉制品的质量是很重要 的 。 为了能调节树脂的温度 , 树脂槽一般还设 有加热装置 。 预成型模 预成型模的作用是使浸 透 了树脂的增强材料进一步除去多余的树脂 , 排除气饱 , 并使其形状接近于成型模的进 口形 状 。 挤拉成型棒材时一般使用管状预成型模 , 制造空心型材时通常使用芯轴预成型模 , 生 产 异型材时大都使用形状与型材截面形状接近的 金属预成型模 。在预成型模中材料被 “ 逐渐地 ” 成型成所需形状 , 并使增强材料在制品中的分 布符合设计要求 。 在挤拉成型异型型材 , 例如 工字型材时 , 还可 以使浸透树脂的增强材料预 成型成管状 , 再将这种管状预成型体压扁 , 并 成型成所需形状的异型型材 。 成型模 连续牵引、 固化工艺一般 使用钢制成型模 。 在成型模内表面镀铬可以降 低摩擦系数 , 因而可以降低牵引力 , 延长模具 寿命 , 并使树脂易于脱模 。 成型模的长度主要 取决于挤拉速度 , 通常为 英寸 , 以 英 寸居多。 成型模必须具有一定 的 壁 厚 , 因 为 树脂在成型模内进行聚合 、 固化时所产生的压 力高达 。 成型模的加热方式有 蒸 气 、 热油 、 电热丝或电热管等 , 以电加热方式为好 , 因为它易于控制沿成型模长度方向上的温度分 布 。 连续固化工艺 的金属成型模通常需要在进 口处设置一冷却设备 , 以防止树脂过早硬化 。 最简单的冷却设备是水冷套管 。 采用高频电磁波或微波加热固 化 的 成 型 模 , 需要用本身不会被高颇电磁波或微波加热 的材料制造 。 现在大多使用聚四氟乙烯塑料成 型模 。 这种成型模一般是用聚四氟乙烯棒材经 机加工而制成的 , 并且在模具表面被菠一层玻 璃纤维增强有机硅树脂层 。 聚四氟乙烯塑料成 型模的使用寿命较短 。 对成型模的加工精度和表面光洁度一般要 求很高 。 采用炉内固化工艺时 , 对成型模的要 求则较低 , 因此可以降低设备费用 。 牵引设备 主要根据挤拉成型制品 的种类和所需的牵引力来选择牵引设备 。 当采 用间歇牵引工艺 、 薄膜内衬成型模工艺或开模 工艺制造棒衬等小型型材时 , 一般使用皮带式 牵引设备 。 对于连续牵引 、 闭合模工艺可以使 用履带式设备 。 现代的牵引设备一般都采用液 压传动方式 。 切割设备 挤拉成型工艺一般采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的圆盘锯 。 锯片有砂轮片和耐磨合金片两 种 。 对锯片的要求是耐磨性好 。 切割设备通常 设有除尘装置 。 三 、 制品的性能和应用 制品性能 典型的挤拉成型玻璃钢制品的性能如下表 所列 。 挤拉成型玻劝栩创品的性能 。‘ 邓 匀匀 。 ,, 压压 一 ‘‘ 。 。 挤拉成型玻璃钢制品的用途包括 ▲耐腐蚀制品 。 如上 、 下水装置 , 工业废 水处理设备 , 化工挡板 , 管路支架以及化工 、 石油 、 造纸等工厂内的栏杆 、 楼梯 、 平台 、 排 水沟等 。 ▲电气制品 。如高压电缆保护管 、 电缆架 、 绝缘梯 、 绝缘杆 、 电杆 、 灯柱以及变压器和电 机的零部件等 。 盛建筑制品 。 如门窗 、结构用型材 角铁 、 工字型材 、 析梁 、 桥梁 、 斜挂 、 栏杆 、 帐趁 支架 、 天花板吊架 、 椅子 、 化粪池等 。 八运输设备制品 。 如 · 卜车构架 、 冷藏车箱、 汽车赞板 、 刹车片 、 行李架 、 保险杠 、 船拍甲 板 、 电气火车轨道护板等 。 ▲运动娱乐器材 。 如钓鱼杆 、 弓箭箭杆 、 滑雪板 、 撑杆跳杆 、 曲棍球辊 、 体育场着台座 椅 、 活动游泳池池底板等 。 ▲能源开发设备 。 如风力发电机叶片 、 油 井用导管 、 太阳能收集器支架等 。 ▲宇航制品 。 如宇宙飞船夭线绝缘管 、 飞 船用电机零部件等 。 下面几种产品是近二三年新开发成功的 , 大都是在美国塑料工业协会 年会展览会 上获奖的挤拉成型玻璃钢制品 ①奥运会空心 旗杆 , ②空气超净过滤器框架 , ③宙框 , ④全 玻璃钢梯子 , ⑤卡车用运输货架 , ⑥军用伪装 支架 , ⑦风力发电机叶片 , ⑧印刷电路板生产 线翰送设备 , ⑨电气火车轨道护板 , ⑩活动游 泳池池底板 , 化工厂用滑轨 , 冰箱结构件 ⑩路灯灯杆 , 皮带输送机护槽 。 上接第 页 一习一习一阿一冈 , ‘ 一匕 一匕 一橄波信号凉 一隔离器 一须串计 ‘一衰减爷 一测 线 一发射嗽叭 一接收嗽叭 一检波器 一选须放大器 一被侧物体 测试结果见表 玻 玻 桐 卵 港 ’ 天 线 策 性 能 农 实浏透波串 ’《书沪 天 线 革 原设计透波串 杯 实侧驻波比 原 设 计 驻 波 比 · 卜扭沐来芯军 ‘ 转自夹层取 前前 、 部部 中 部部 尾 部 导导 丫 。 ‘ 。 以上给果委托南京十四所侧试 。 单板军的透波率及驻波比都不 能 满 足 要 求 。 泡沫夹芯翠的透波率数据离散性较大 , 可 能是由于厚度不均及其中隔腔用的小木块所引 起的 。 最终选定的夭线翠为环氧材脂蜂窝夹层 翠 。 该夭线革经空军某部几年的实践飞行 , 反 映很好 。