水溶性芯模材料的制備與性能研究.pdf

1、復(fù)合材料纖維纏繞成型工藝是將浸漬過樹脂膠液的連續(xù)纖維(或布帶、預(yù)浸紗)按照一定的規(guī)律纏繞到芯模上，然后經(jīng)過固化、脫模獲得制品的工藝過程。復(fù)合材料纖維纏繞成型工藝中有很多的產(chǎn)品不容易脫模，有些甚至無法脫模。本實(shí)驗(yàn)研究重點(diǎn)是用于纏繞成型的水溶性芯模材料，在纏繞成型后，在模具內(nèi)注入一定溫度的水，將模具溶解倒出，要求不影響纏繞的成品，強(qiáng)度達(dá)到1.5-2MPa，具有一定的表面光潔度，在纏繞過程及固化過程中要求芯模材料要保持尺寸的穩(wěn)定。 本

2、文首先綜述了目前國內(nèi)外水溶性高分子膠粘劑的各種改性利用方法及其在可溶芯上的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)目前所存在的缺陷，然后提出了用改性淀粉及填料復(fù)合共混制備新型水溶性芯模高分子復(fù)合材料的新思路，在保持其力學(xué)性能基礎(chǔ)之上提高芯模材料的水溶性。 目前，國內(nèi)外對(duì)芯模材料的合成與利用上主要集中在石膏、水玻璃(鹽芯)、陶瓷等無機(jī)粘結(jié)劑，聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯類等有機(jī)粘結(jié)劑的利用等方法。這些方法都在不同程度上存在著一定的缺陷。淀粉衍生物由于自身

3、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在共混成型過程中，可以實(shí)現(xiàn)保持其力學(xué)性能并提高芯模材料的水溶性。與此同時(shí)，淀粉衍生物的相容性好，在通過空心玻璃微珠進(jìn)行增強(qiáng)后，能形成良好的界面結(jié)合。因此，采用空心玻璃微珠增強(qiáng)淀粉衍生物共混是一種新穎的值得探討的方法。 本文以改性淀粉為基體，以空心玻璃微珠為填料，制備了水溶性芯模材料，并進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)水溶芯材料的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了剖析，探討了其結(jié)構(gòu)與性能間的相互關(guān)系，評(píng)價(jià)了水溶芯材料的力學(xué)性能與水溶性能。并采用經(jīng)

4、過優(yōu)化了的水溶芯材料型芯工藝制造了玻璃纖維纏繞成型用芯模。結(jié)果顯示，所制芯模材料有具有優(yōu)良的力學(xué)性能及水溶性，能夠縮短玻璃纖維纏繞生產(chǎn)成型周期并節(jié)約成本。 該水溶芯材料體系的結(jié)構(gòu)是分散的固體顆粒相(空心玻璃微珠)與連續(xù)相(黃糊精、磷酸酯淀粉)結(jié)合良好的混合體。在常溫下，這種混合體可通過常規(guī)的模壓工藝成型為水溶芯材料。分散相粒子均勻分布在連續(xù)相內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)賦予了其良好的水溶性能和力學(xué)性能。 對(duì)水溶芯材料配方進(jìn)行了優(yōu)化，目的

5、是找到各方面性能均較為優(yōu)越的水溶性型芯的配方及其制作方法?？紤]了空心玻璃微珠、尿素、改性淀粉的含量對(duì)水溶芯材料綜合性能的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：加入一定量的尿素能夠改善水溶芯材料的水溶性能，降低水溶芯材料的材料成本，獲得綜合性能較優(yōu)的水溶芯材料。當(dāng)空心玻璃微珠用量控制在10wt％時(shí)，水溶芯材料的綜合性能更優(yōu)；黃糊精、磷酸酯淀粉作為水溶芯材料體系的基體材料，其含量不能少于50wt％，否則水溶芯材料的成型將會(huì)變的非常困難。最佳配方為6