纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺 一、前言 相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以来发展很快。尽管产量小（据法国 Vetrotex公司统计，2003 年全球复合材料达 700 万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的 33%与 32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占 30%。中国大陆 2003 年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾 90万吨，已居世界第二位（美国 2003 年为 169 万吨，日本不足 70 万吨）。 复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成： 增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。 基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。 y 按基体材料不同，复合材料可分为三大类： 树脂复合材料 金属基复合材料 无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。 本文讨论环氧树脂基复合材料。 1、为什么采用环氧树脂做基体？ 固化收缩率代低，仅 1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达 7%-8%； 粘结力强； 有 B 阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。 值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。 2、环氧玻璃钢性能（按 ASTM） 以 FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。 表 1 GF/EPR 与钢的性能比较 玻璃含量 GF/EPR（玻纤含量 80wt%) AISI1008 冷轧钢 相对密度 2.08 7.86 V 拉伸强度 551.6Mpa 331.0MPa 拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa 伸长率 1.6% 37.0% 弯曲强度 689.5MPa 弯曲模量 34.48GPa 压缩强度 310.3MPa 331.0MPa 悬臂冲击强度 2385J/m 燃烧性（UL-94） V-O 比热容 535J/kg•k 233J/kg•k 膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1 热变形温度 204ºC(1.82MPa) 热导率 1.85W/m•k 33.7W/m•k 介电强度 11.8×106V/m 吸水率 0.5%(24h) 表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量 材料名称 密度g/cm3 拉伸强度×104MPa 弹性模量×106MPa 比强度×106cm 比模量×109cm 钢 7.8 10.10...
