01
玻纤增强复合材料概述
定义、发展历程、基本组成(玻璃纤维、树脂基体、界面)、分类与应用领域。
基础入门
02
玻璃纤维的种类与特性
E-glass、S-glass、C-glass、AR-glass等,纤维形态(连续、短切、织物)对性能的影响。
纤维选材
03
树脂基体选材基础
热固性(不饱和聚酯、环氧、酚醛、乙烯基酯)与热塑性(PP、PA、PBT、PC)对比与选择原则。
树脂对比
04
界面理论与偶联剂
浸润理论、化学键理论、机械互锁理论;硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂作用机理与选用。
界面偶联剂
05
配方设计核心参数
纤维含量(重量/体积分数)、长径比、树脂粘度、固化体系配比计算。
计算核心
06
增强材料形态选择
短切纤维毡、连续纤维毡、单向布、编织布、多轴向织物在模压/缠绕/拉挤中的适配性。
形态工艺
07
填料与助剂的选择
碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝等填料;增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、UV稳定剂添加原则。
助剂填料
08
不饱和聚酯树脂配方设计
典型配方(树脂100份、引发剂1-2份、促进剂0.5-1份、填料20-50份),手糊与喷射调整。
聚酯手糊
09
环氧树脂配方设计
双酚A环氧与脂环族环氧选择;固化剂(胺类、酸酐类)用量计算;增韧改性(CTBN、核壳橡胶)。
环氧增韧
10
酚醛树脂配方设计
热固性/热塑性酚醛区别;固化机理;阻燃与耐热优化;模塑料配方实例。
酚醛阻燃
11
热塑性玻纤增强配方设计
PP+GF、PA6+GF、PBT+GF典型配方;相容剂(PP-g-MAH、环氧功能化)使用;加工温度窗口。
热塑性相容剂
12
连续纤维增强热塑性复合材料
预浸料制备(熔融浸渍、粉末浸渍、薄膜堆叠);LFT与CFRT工艺配方特点。
连续纤维预浸料
13
阻燃配方设计
卤系(十溴二苯醚、四溴双酚A)与无卤(氢氧化铝、氢氧化镁、磷系)对比;协同效应。
阻燃无卤
14
耐候与抗老化配方
UV吸收剂、光稳定剂(HALS)、抗氧剂(1010、168)复配;户外应用案例。
耐候抗老化
15
低收缩/低翘曲配方设计
低收缩添加剂(PMMA、PS、PET微球);纤维取向控制;模具温度与冷却速率影响。
低收缩翘曲
16
高强高模配方设计
高强玻纤(S-glass、R-glass)与高模量碳纤维混杂;纤维体积分数优化(50%-70%);层间剪切强度提升。
高强混杂
17
导电/抗静电配方设计
导电炭黑、碳纳米管、石墨烯添加;渗流阈值计算;表面/体积电阻率控制。
导电抗静电
18
耐磨与自润滑配方设计
PTFE、MoS2、石墨等固体润滑剂;纤维含量对磨损率影响;轴承与齿轮应用。
耐磨自润滑
19
食品接触与医疗级配方
FDA与USP Class VI要求;低析出物树脂;无重金属固化体系;清洁生产工艺。
医疗食品级
20
配方设计中的工艺适配性
模压(SMC/BMC)配方特点;拉挤快速固化;缠绕工艺树脂浸润性。
工艺适配
21
SMC/BMC配方设计
SMC增稠剂(MgO、Mg(OH)2);BMC收缩控制;典型汽车与电器部件配方。
SMCBMC
22
拉挤成型配方设计
快速固化体系(过氧化物+促进剂);低粘度树脂(<500 mPa·s);内脱模剂(硬脂酸锌、磷酸酯)。
拉挤快速固化
23
缠绕成型配方设计
树脂与固化剂比例控制;缠绕张力与树脂含量关系;耐腐蚀管道与压力容器实例。
缠绕耐腐蚀
24
手糊与喷射成型配方设计
触变剂(气相二氧化硅)添加;凝胶时间控制(10-30分钟);层间粘接强度优化。
手糊喷射
25
配方设计的实验方法
单因素实验、正交实验、响应面法(RSM);配方优化流程;数据处理与统计分析。
实验设计RSM
26
配方性能测试与评价
力学(拉伸、弯曲、冲击、压缩);热性能(Tg、HDT、热分解温度);电性能(介电常数、击穿强度)。
测试评价
27
配方成本控制与优化
原材料成本占比分析;填料替代策略;纤维与树脂性价比平衡;规模化经济性。
成本优化
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环保与可持续发展配方
生物基树脂(环氧大豆油、呋喃树脂);可回收热塑性复合材料;玻纤回收技术。
环保生物基
29
常见问题与对策
气泡与孔隙、纤维浸润不良、固化不完全、翘曲变形、表面缺陷的根因分析与解决方案。
缺陷对策
30
综合案例:汽车轻量化
电池包壳体、发动机罩选材与配方设计全流程;从需求分析到量产验证的工程实践。
案例轻量化