喷射法制备玻璃钢座椅的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1引言

随着玻璃钢行业的迅速发展，越来越多的东西开始用玻璃钢代替原有的材料。玻璃钢的成型工艺已从最初的手糊工艺发展至真空吸塑，喷射等。玻璃成型技术是手糊成型的改进，半机械化程度。由于喷射成型的产品整体性好，无接缝等特点，所以用喷射法制备玻璃钢座椅逐渐投入生产行列^[1][7]。

1.2玻璃钢的主要性能

玻璃钢是一种优良的耐腐蚀材料，具有良好的耐海水，耐一般浓度的酸、碱、盐及耐多重油类和有机溶剂的性能^[2]。玻璃钢以其所用的树脂材料不同，又可分为好多种。目前，以环氧树脂玻璃钢和不饱和树脂玻璃钢应用最为广泛^[3][5]。

玻璃钢纤维是一种耐腐蚀性好，刚性强的增强塑料，用环氧浸渍后，会形成一种增强塑料，这种材料具有韧性好，导热系数小，伸缩率低等优点，但在施工中，施工人员必须严格遵守操作规程^[4]。

玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐高温、 耐腐蚀等性能；同时钢铁很硬并且不易碎，也具有耐高温的特点。于是人们开始想，如果能制造一种既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点，那这种材料一定会大有用途。玻璃钢、木材、钢材性能比较如表1-1所示^[6～7]。

1.3喷射法成型技术简介

常用的玻璃钢喷射成型法是使用喷射机将玻璃纤维切断（通常切成20～30mm长）并与树脂一起喷射到模具表面，再用辊子将沉淀物压平实，同时去除气泡喷射成型是一种半机械化操作，生产效率比手糊成型高2-4倍，劳动强度低，尤其对于大制品，其优点更为突出。采用喷射成型的制品有游艇、传播、汽车外壳和槽罐、家具、浴缸等^[8]。

表1-1 玻璃钢、木材、钢材性能比较表

1.4喷射成型工艺的优点

喷射成型无搭缝，制品整体性好，可涂敷胶衣树脂。增强材料采用了最便宜的粗纱，从而降低了材料费用。另外，这种成型装置结构紧凑且搬运容易^[10]。喷射成型的发展方向是代替手糊法制作玻璃钢^[9]。在手糊成型工艺中，操作者常触及原材料，而原材料中含有一些挥发性较强的毒性化学辅助剂，若施工现场排风及个人防护条件较差，常会产生身体不适的症状。因此从保护操作人员的身体健康方面来说，也需要开发喷射成型工艺^[11][15]。

1.5喷射成型的缺陷

(1)浸渍不良生产的原因

树脂含量低，需要增加树脂含量；树脂黏度过大；树脂的触变度不够而造成树脂流失，；粗纱质量不好，不易被树脂浸透，；固化时间短^[13]。

(2)脱落

树脂含量多；树脂的黏度、触变度低；粗纱的处理剂选择不当，模具温度高^[12]。

固化不足及固化不匀

因喷嘴的喷吐量不稳定，而造成配比失调；喷出的树脂不形成适当的雾状；树脂和短切粗纱喷射形状不一致；出事喷出的固化剂量不足；空压机内混入冷凝水^[14]。

(3)粗纱切割

切割刀片磨损及支持辊磨损；粗纱根数太；切割器的空气压力太低。

(4)空洞和气泡

气泡脱除不充分；树脂浸渍不良。

(5)厚度不均

未掌握操作和脱泡操作技术；纤维的切割性不好。

(6)白化及龟裂

树脂的反应活性高，在短时间内固化，固化时发热量大，而引起树脂和纤维的界面剥离；纤维表面附有妨碍树脂浮润的物质（如水，油，润滑脂等）；喷枪中各喷嘴的喷出量不均；树脂中混有水^[16]。

1.5玻璃钢在座椅上的优势

轻质高强

相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上^[15]。

耐腐蚀

FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等^[17]。

电性能好

是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。

热性能良好

FRP热导率低，室温下为1.25~1.67kJ/（mhK），只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷^[18]。

可设计性好

（1）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性^[19]。

（2）可以充分选择材料来满足产品的性能，如：可以设计出耐腐的，耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的，等等。

工艺性优良

（1）可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

（2）工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性^[20]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要研究的问题：

1 ） 对给定的玻璃钢座椅绘制轮廓图；

2 ） 按照座椅的厚度要求进行原料的选型、铺层设计；