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玻璃钢之金属丝缠绕复合材料的研究之运动的芯模一套固定的金属丝(4),玻璃钢拱形盖板生产厂家
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恒德环保科技

时间 : 2022-03-26 12:51 浏览量 : 108


玻璃钢拱形盖板生产厂家,金属丝缠绕复合材料的研究之运动的芯模一套固定的金属丝(4)


整套缠绕设备由一个运动的芯模和一套固定的金属丝引导装置组成。芯模的旋转和移动是由一个单独的电动机通过一些简单的齿轮——离合器——凸轮系统传动,芯模运动速度和缠绕角度的可调范围较广,可适于缠绕各种不同制品。树脂含量的控制既简便又有效。其方法有二种:一是控制胶液粘度;二是调整胶槽上纤维出口的大小。改变胶液温度或添加稀释剂(聚合物或溶剂)都能调整胶液粘度;胶槽上纤维出口的大小是通过螺旋闸板(screw-controlled dam plate)来调整的。 如果需要的话,胶槽里还可加压或充以惰性气体。


在缠绕单向的纤维复合材料时,用了一个金属薄壁圆筒芯模,直径18时。在芯模外圆上有一个轴向缝,以便在缠到一定层数(通常是4~6层)时沿此缝切断缠绕层。为了加压固化,缠绕层切开后,立刻展平。之后即可制备抗拉和抗弯试件并依照ASTM规程试验。已按此法研究了许多种不同的树脂-增强材料复合体试件。表3-10所列数据是至今所能获得的最好结果。这些数据是由很多具有代表性的板形试件测得的,所以下述观察结果是可以信赖的:


1.用上述方法制成的Fpon 828环氧玻璃钢板在沸水中放置.2小时或在室温水中放置30天以后,性能并不降低。


2.金属丝层状板的加工非常困难。甚至要想在切割时不发生边缘破损几乎是不可能的。因此,这些试件的测定值均偏低。


3.表3-8所列的环氧-金属丝层状材料,为了降低树脂粘度和控制树脂含量,使用了混合树脂系统。这是因为,假如使用单一的Epon828环氧树脂系统,要想降低粘度和控制树脂含量,不提高树脂系统温度就非加溶剂不可。


4.熔融的聚乙稀粘度太高,致使带子●或者玻璃纤维加捻纱的浸溃十分困难。玻璃纤维加捻纱的浸溃一直不理想,因为熔融树脂的粘度太高,常常引起纤维断头,无法缠绕。聚乙烯纤维缠绕玻璃钢也因此没有试制成功。就是浸渍金属丝,也需要把聚乙烯和低分子量物质混合使用,以便适当降低粘度。


5.把环氧树脂换成聚乙烯做基体材料使得抗弯性能降低很多。然而必须注意到,当应力达到最大值时,脆性的环氧层状材料是真正发生破坏,而聚烯烃复合材料则不然,此时只不过是继续发生变形或流动,没有出现树脂与增强材料分离或破坏现象。这就说明,聚烯烃树脂的机械性能与环氧树脂等脆性材料根本不同,这一点对某些应用很有价值。


6.聚烯烃纤维缠绕复合材料的另一个局限性是软化温度较低,但可以进行某些改进。为了探索补救办法,曾对交链剂的使用进行了研究,其结果如图3-6和图3-7所示。金属丝缠绕制品多用于把重量看成是重要因素的应用中。现以重复使用的气瓶为例来具体地谈一谈。就这点而言,表3-11所列数据是很有意义的。表中对纤维缠绕玻璃钢(B玻璃)和黄铜涂层钢丝缠绕复合材料单位重量性能·进行了比较,所用材料与表3-10相同。纤维缠绕玻璃钢的极限强度应比表3-11中的数据要高些,但它在持续的应力作用下,其强度却不断地降低。因此,如把静态疲劳因素这个问题考虑在内,表3-11所列数据还是有实际意义的。


为在实验室里模拟纤维缠绕结构,以便更好地研究它,还进行了一系列的单向环(NOL环)试验研究。该法还在继续改进和不断完善,但这里所叙述的仍旧是早期使用过的简单方法。现概述如下:用湿法把增强材料缠到一个可分离的圆盘上,然后不断转动这个圆盘,使其在辐射加热条件下进行固化。固化后,在拉伸试验机上进行抗拉试验。环的破坏通常发生在圆盘的分离点附近,这说明破坏是由拉伸和弯曲综合引起的。破坏应力主要的是和环内的增强材料数量有关,而与复合材料的断面积关系不大,因此这种试验方法能比较好地发挥出增强材料本身的性能。表3-12列出了各种金属丝-树脂复合材料和玻璃钢的单向环(NOL环)实验数据(平均值,多次重复试验时,分散性均不大)。从数据中可以看到,柔软的树脂能改进增强材料的性能,然而,如果树脂太软,金属丝的应力反而会下降,例如采用非常软的聚乙烯时,单向环受载后,金属丝就勒进树脂,而这种复合材料强度就大约与完全没有树脂的“干环”相同。如果环氧树脂系统的延伸率较大,金属丝就能发挥出本身强度(4.3×10磅/时2)的75%,在对缠绕技术和试验方法都加以改进后,或许还能进一步提高性能。


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