拉擠成型工藝

概述    
拉擠成型工藝是連續(xù)生產(chǎn)線性復合材料制品的一種工藝方法，以樹脂作為基體材料，以纖維、織物作為增強材料，在外力的牽引下，經(jīng)過浸漬、預成型、熱模固化，最后形成連續(xù)型規(guī)整截面制品的工藝過程。

按設(shè)備可分為臥式和立式兩類；按牽引方式可分為履帶式牽引、往復式牽引和環(huán)形式牽引；按樹脂基體可分為熱固型與熱塑型拉擠成型工藝；按新型拉擠可分為拉繞、編織、注射等拉擠成型工藝。
拉擠工藝的特點
優(yōu)點  
?自動化、連續(xù)化生產(chǎn)工藝；  
?生產(chǎn)效率高，可多模多件；  
?拉擠制品中纖維含量可高達80%，能充分發(fā)揮連續(xù)纖維的力學性能，產(chǎn)品強度高；
?制品縱、橫向強度可任意調(diào)整；  
?制品性能穩(wěn)定可靠，波動范圍在±5％之內(nèi)；
?原材料利用率在95％以上，廢品率低。 缺點
?不能利用非連續(xù)增強材料；  
?產(chǎn)品形狀單調(diào)，只能生產(chǎn)線形型材（非變截面制品），橫向強度不高。
拉擠成型用原材料-基體樹脂

拉擠成型用原材料-增強材料
玻璃纖維
?普通E玻纖為主，高強選用S玻纖、高剛度可選用M玻纖；
?價格便宜、綜合性能優(yōu)異，性價比高；
?密度大、模量偏低。

芳綸纖維
?高強高模量、耐高溫，耐酸堿，
?耐老化，價格昂貴
?韌性好，抗沖擊性能優(yōu)異

碳纖維
?密度低、減重明顯，性能優(yōu)異，價格昂貴
?高強T700主要用于承載結(jié)構(gòu)，T300布用于外觀件

玄武巖纖維
?高強高模量、耐高溫，耐酸堿，耐老化，價格昂貴
?韌性好，抗沖擊性能優(yōu)異

拉擠成型用原材料-常用助劑
引發(fā)劑：常用的有MEKP、TBPB、BPO、TBPO、BPPD。
阻燃劑：通常是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物，其中氫氧化鋁使用廣泛。
填料：常用的有碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化硅、水合氧化鋁。
脫模劑：常用內(nèi)脫模劑為硬質(zhì)酸鹽類、脂類、有機磷化合物。
低收縮劑：常用的有聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、熱塑性聚氨酯和聚酯。
其他助劑：包括偶聯(lián)劑、阻聚劑、增韌劑、稀釋劑、抗氧劑等。
拉擠成型工藝技術(shù)分析

常規(guī)拉擠工藝示意圖

拉擠工藝中樹脂基體在熱模中的粘度變化

拉擠速度對樹脂基體放熱峰位置的影響

拉擠工藝中成型物在熱模中的過程行為示意圖

設(shè)凝膠區(qū)成型物與模具內(nèi)壁的粘滯剪應(yīng)力為Tadh，錐型凝膠區(qū)厚度最小處為t，凝膠體的熱拉伸強度為Sgel，凝膠區(qū)寬度為Y，為了使拉擠工藝順利進行，則必須滿足如下不等式：

結(jié)合UPR拉擠工藝，為使上述不等式成立，可采取如下措施：  
■為了縮短凝膠區(qū)長度Y，可采用快速固化樹脂體系和（或）提高凝膠區(qū)模具溫度，下策是降低拉擠速度，否則將導致凝膠區(qū)粘模而堵塞（Collar）。  
■使用高效內(nèi)脫模劑，減少凝膠區(qū)內(nèi)成型物與模具內(nèi)壁的粘滯剪力Tadh和（或）提高成型模工作面的光潔度，否則將導致凝膠區(qū)粘模而堵塞（Collar）。  
■通過增加增強材料的體積含量來減少成型物表面的富樹脂層厚度，以最大限度提高t值，另外更快的固化速度對t值也有貢獻。但是t值太大將導致制品掉末（Pill產(chǎn)生）。  
■為了提高樹脂凝膠時的熱強度，合理的樹脂配方和填料的加入對此也有幫助。