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热固性树脂的固化即液体树脂的转变,首先黏度增加到凝胶状
态(橡胶稠度),最后成为坚硬的固体。按照化学术语,液体是相
互作用、有效地形成一固态网状聚合物的分子混合物。事实上,在
树脂被注射到模具前它需要被催化和混合。这样,固化过程在这时
候就开始了。树脂固化必须遵循一定方法进行,即固化反应要慢或
者控制在一定时间范围内,给冲模时间加上安全系数。否则,黏
度的增加会减小树脂流动速度,从而阻碍充模的进行。在充模完成
后,固化速度需要加速,并在短时间内达到完全固化。但是,对
于通过树脂本身、通过热转递速度加快达到的固化速度是有限
制的。
理想树脂加工优化条件需要:
①充模过程中适宜的低树脂黏度;
②从完全充模到脱模有较短的固化时间;
③没有材料缺陷;
④没有收缩。
固化过程的优化
固化过程优化最主要的目的就是使循环时间最短。其他的焦点
是:残余应力、翘曲、产生空隙和表面质量。所有设计复合材料的
工作都需要特殊的知识,而一般的设计指导往往不能提供足够的信
息来完成一项好的设计。固化过程优化也是作为复合材料加工设计
的一部分。原因是材料和加工选择中有许多变量都可以作为复合材
料设计来考虑。
不过对固化优化我们可以给出一系列参数。为了限制可能的混
配,我们假定其复合组成是已知的(也就是说,树脂、纤维、几何
结构等都是给定的,模具设计和模具材料也是已知的),这就减少
了以下控制固化“按钮”的数量:
①树脂固化体系的选择;
②固化过程的温度控制;
③时间。
虽然我们将参数限制为三个,但在这些参数中还隐藏着大量的
自由度。
首先,必须分清我们所要控制的系统中的主要作用。理论上,
关键作用是反应速率。所以,需要怎样去控制体系中反应速率和加
工窗口限制的知识。
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