聚合物基复合材料的其它成型工艺,主要包括离心成型工艺、浇铸成型工艺、弹性体贮存树脂成型工艺(ERM)、增强反应注射成型工艺(RRIM)等。  

1. 离心成型工艺
 

    离心成型工艺在复合材料制品生产中,主要是用于制造管材(地埋管),它是将树脂、玻璃纤维和填料按一定比例和方法加入到旋转的模腔内,依靠高速旋转产生的离心力,使物料挤压密实,固化成型。
 

    离心玻璃钢管分为压力管非压力管两类,使用压力为0~18MPa。这种管的管径一般为φ400~φ2500mm,最大管径或达5m;φ1200mm以上管径经济效果最佳,离心管的长度2~12m,一般为6 m。
 

   离心玻璃钢管具有很多优势,与传统玻璃钢管和混凝土管相比而言,它强度高、重量轻、防腐、耐磨(是石棉水泥管的5~10倍)、节能、经久耐用(50年以上)及综合工程成本低,特别是大口径管等;与缠绕加砂玻璃钢管相比,离心玻璃钢管最大优点是硬度高,成本低。离心玻璃钢管的管壁可以按其功能设计成多层结构。使用离心法生产的玻璃钢管质量稳定,原材料损耗少,综合成本低于钢管。离心玻璃钢管可埋深15m,离心玻璃钢管缺点是内表面不够光滑,水力学特性比较差。
 

    离心玻璃钢管的应用前景十分广阔,其主要应用范围包括:给水及排水工程干管、油田柱水管、污水管、化工防腐管等。
 

   生产离心玻璃钢管的原材料主要有树脂、玻璃纤维、填料(粉状和粒状填料)等。树脂中,应用最广泛的是不饱和聚酯树脂,可根据使用条件和工艺要求选择树脂类型和固化剂。增强材料主要是玻璃纤维及其制品。玻纤制品包括连续纤维毡、网格布及单向布等。生产异形断面制品时,可先将玻纤做成预制品,然后放入膜内。填料的作是用增加制品的刚度、厚度、降低成本;填料的种类要根据使用要求进行选择,一般为石英砂、石英粉、辉绿岩粉等。

 离心制管工艺流程如下所示:离心制管的加料方法与缠绕成型工艺不同,加料系统是把树脂、纤维和填料的供料装置,统一安装在可往复运动的小车上。
  
 离心法生产玻璃钢管的模具,主要是钢模,模具分整体式和拼装式两种:小于φ800mm管的模具,用整体式,大于φ800mm管的模具,可以用拼装式。
 

 模具设计要保证有足够的强度和刚度,防止旋转、震动过程中变形。模具由管身、封头、托轮箍组成。管身由钢板卷焊而成,小直径管身可用无缝钢管。封头的作用是增加管模端头的强度和防止物料外流。托轮箍的作用是支撑模具,传递旋转力,使模具在离心机上高速度旋转,模具的管身内表面必须平整,光滑,一般都要精加工和抛光,保证顺利脱模。

2. 浇注成型工艺
 

   浇注成型主要用于生产无纤维增强的复合材料制品,如人造大理石,钮扣、包埋动、植物标本、工艺品、锚杆固定剂、装饰板等。浇注成型比较简单,但要生产出高质产品,则需要熟练的操作技术。
  
3. 弹性体贮树脂模塑成型技术
 

     弹性体贮树脂模塑成型(Elastic Reservir Molding, ERM)是80年代在欧美出现的新工艺,它是用柔性材料(开孔聚氨酯泡沫塑料)作为芯材并渗入树脂糊。这种渗有树脂糊的泡沫体留在成型好的ERM材料中间,泡沫体使ERM制成的产品密度降低,冲击强度和刚度提高,故可称为压制成型的夹层结构制品。
 

     ERM与SMC一样,同属于模压成型的片状模塑料,只是由于ERM具有夹层结构的构造,给它带来优于SMC的特点:(1)重量轻:ERM比用毡和SMC制成的制品轻30%以上;(2)ERM制品的比刚度优于SMC、铝和钢制成的制品;(3)搞冲击强度高:在增强材料含量相同的条件下,ERM比SMC的抗冲击强度高很多;(4)物理力学性能高:在增强材料含量相同的条件下,ERM制品的物理力学性能优于SMC制品;(5)投资费用低:ERM成型机组比SMC机组简单,ERM制品成型压力比SMC制品低10倍左右,故生产ERM制品时可以采用低吨位压机和低强度材料模具,从而减少建投资。
  
4. 增强反应注射模塑技术
 

    增强反应注射模塑工艺是利用高压冲击来混合两种单体物料及短纤维增强材料,并将其注射到模腔内,经快速固化反应形成制品的一种成型方法。如果不用增强材料,则称为反应注射模塑。采用连续纤维增强时,称为结构反应注射模塑。
  

      RRIM的原材料分树脂体系和增强材料两类:
  

     (1)树脂体系 生产RRIM的树脂应滞如下要求:①必须由两种以上的单体组成;②单体在室温条件下能保持稳定;③粘度适当,容易用泵输送;④单体混合后,能快速固化;⑤固化反应不产生副产物。应用最多的是聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂和环氧树脂。
  

      (2)增强材料 常用的增强材料有玻璃纤维粉、玻璃纤维和玻璃微珠。为了增加增强材料与树脂的粘接强度,上述增强材料都采用增强偶联剂进行表面处理。
  

    RRIM的工艺特点:①产品设计自由度大,可以生产大尺寸部件;②成型压力低(0.35~0.7MPa),反应成型时,无模压应力,产品在模内发热量小;③制品收缩率低,尺寸稳定性好,因加有大量填料和增强材料,减少了树脂固化收缩;④制品镶嵌件工艺简便;⑤制品表面质量好,玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐热性;⑥生产设备简单,模具费用低,成型周期短,制品生产成本低。
 

     RRIM制品的最大用户是汽车工为,可做汽车保险杠、仪表盘,高强度RRIM制品可以做汽车的结构材料、承载材料。由于其成型周期短,性能可设计,在电绝缘工程、防腐工程、机械仪表工业中代替工程塑料及高分子合金应用。