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熱固性樹脂的固化即液體樹脂的轉變,首先黏度增加到凝膠狀
態(橡膠稠度),最后成為堅硬的固體。按照化學術語,液體是相
互作用、有效地形成一固態網狀聚合物的分子混合物。事實上,在
樹脂被注射到模具前它需要被催化和混合。這樣,固化過程在這時
候就開始了。樹脂固化必須遵循一定方法進行,即固化反應要慢或
者控制在一定時間范圍內,給沖模時間加上安全系數。否則,黏
度的增加會減小樹脂流動速度,從而阻礙充模的進行。在充模完成
后,固化速度需要加速,并在短時間內達到完全固化。但是,對
于通過樹脂本身、通過熱轉遞速度加快達到的固化速度是有限
制的。
理想樹脂加工優化條件需要:
①充模過程中適宜的低樹脂黏度;
②從完全充模到脫模有較短的固化時間;
③沒有材料缺陷;
④沒有收縮。
固化過程的優化
固化過程優化最主要的目的就是使循環時間最短。其他的焦點
是:殘余應力、翹曲、產生空隙和表面質量。所有設計復合材料的
工作都需要特殊的知識,而一般的設計指導往往不能提供足夠的信
息來完成一項好的設計。固化過程優化也是作為復合材料加工設計
的一部分。原因是材料和加工選擇中有許多變量都可以作為復合材
料設計來考慮。
不過對固化優化我們可以給出一系列參數。為了限制可能的混
配,我們假定其復合組成是已知的(也就是說,樹脂、纖維、幾何
結構等都是給定的,模具設計和模具材料也是已知的),這就減少
了以下控制固化“按鈕”的數量:
①樹脂固化體系的選擇;
②固化過程的溫度控制;
③時間。
雖然我們將參數限制為三個,但在這些參數中還隱藏著大量的
自由度。
首先,必須分清我們所要控制的系統中的主要作用。理論上,
關鍵作用是反應速率。所以,需要怎樣去控制體系中反應速率和加
工窗口限制的知識。
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