?浙江桐鄉(xiāng)藍石復合材料有限公司 劉漢運

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，玻璃鋼材料已在中小型
船艇建造上得到了大量應用，最近又在漁船上應
用，工藝也由較早使用的手工糊制，真空導入工藝
（Vacuum Infusion Process），簡稱VIP，在模具上鋪
“干”增強材料（玻璃纖維，碳纖維，夾心材料等），
然后鋪真空袋，并抽出體系中的空氣，在模具型腔
中形成一個負壓，利用真空產(chǎn)生的壓力把不飽和樹
脂通過預鋪的管路壓入纖維積層中，讓樹脂浸潤增
強材料最后充滿整個模具，制品固化后，揭去真空
袋材料，從模具上得到所需的制品。VIP 采用單面
模具（就象通常的手糊和噴射的模具）建立一個閉
合系統(tǒng)。真空導入工藝公諸于世很久了，這個工藝
在1950 出現(xiàn)了專利記錄了。然而，直到近幾年才得
到了發(fā)展。由于這種工藝是由國外引入，所以在命
名上有多種稱呼，真空導入，真空灌注，真空注射。
理論：真空導入工藝能被廣泛的應用，有其理
論基礎的，這就是達西定律（Darcy’s Law）t =? 2η/（2
k ΔP ）。
t 是導入時間，由四個參數(shù)來決定。η- 樹脂粘
度，從公式上可以看出所用樹脂的粘度低，則所需
導入時間就短，因此真 空導入所用的樹脂粘度一般
不能太高。這樣可以使樹脂能夠快速的充滿整個模
具。?- 注射長度，指的樹脂進料口與到達出料口的
之間的距離，距離長當然所需的時間亦長。ΔP- 壓
力差，體系內(nèi)與體系外壓力差值越大，對樹脂的驅(qū)
動力也越大，樹脂流速越快，當然所需導入時間也
越短。k= 滲透性，指玻纖，夾心材料等對樹脂浸潤
好壞的參數(shù)。k 值大說明浸潤好，象連續(xù)氈，多向氈
要比方格布，短切氈易被樹脂浸潤。因此為了使得
樹脂在增強材料被壓實的情況下能方便的充滿體
系，一般會人為設置一些導流槽，比如在夾心泡沫
上下打孔等。
第一步：準備模具
和其它積層工藝一樣，對VIP 來說高質(zhì)量的模
具也是必須的。表面要有較高的硬度和較高的光
澤，并且模具邊緣至少保留15 厘米，便于密封條和
管路的鋪設。對模具進行清理干凈，然后打脫模蠟
或抹脫模水。
第二步：噴膠衣
施工膠衣面可以根據(jù)制品的要求，可以用產(chǎn)品
膠衣和打磨膠衣，選用類型有鄰苯，間苯和乙烯基。
用手刷和噴射的方法施工膠衣。
第三步：增強材料鋪設
選用增強材料-玻璃纖維，碳纖維，夾心材料?
這要依據(jù)制品強度要求來定，對于VIP 要多考慮幾
點。雖然所有織物都可以用，但不同的材料和織法
會影響樹脂流速。
第四步：真空袋材料鋪設
先鋪上脫模布，接著是導流網(wǎng)，最后是真空袋。
在合上真空袋之前，要仔細考慮樹脂和抽真空管路
的走向，否則有的地方樹脂會無法浸潤到。鋪設時
要非常小心，以免一些尖銳物刺破真空袋。
第五步：抽真空
鋪完這些材料后，夾緊各進樹脂管，對整個體
系抽真空，盡量把體系中空氣抽空，并檢查氣密性，
這一步很關鍵，如有漏點存在，當樹脂導入時，空
氣會進體入體系，氣泡會在漏點向其它地方滲入，
甚至于有可能整個制品報廢。
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12米游艇真空導入技術討論
20
專家論壇ZHUANJIALUNTAN
上海玻璃 2016年·第3期
玻鋼BOGANGLUNTAN
第六步：脫模
樹脂凝膠固化到一定程度后，揭去真空袋材
料。從模具上取出制品并進行后處理。
真空樹脂導入工藝，其優(yōu)點如下：
（1）產(chǎn)品性能優(yōu)良，成品率高。在同樣原材
料的情況下，與手糊構件相比，真空樹脂導入工
藝成型構件的強度、剛度及其他物理性能可提高
30~50%以上。
（2）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，重復性好。構件有相對恒
定的樹脂比，一般在30~50%，因此產(chǎn)品性能的均勻
性和重復性比手糊工藝產(chǎn)品好，缺陷少。
（3）抗疲勞性能提高，可減輕結構重量。由于
制品纖維含量高，空隙率低，尤其是層間強度的提
高，大大提高了產(chǎn)品的抗疲勞性能，在輕度或剛度
要求相同的情況下，真空導入工藝的制品減輕結構
強度。
（4）環(huán)境友善。真空導入工藝是一種閉模工藝，
揮發(fā)性有機物和有毒空氣污染物均被局限于真空袋
中，VOC 排放不超過5ppm的標準，也大大改善了
操作人員的工作環(huán)境。
（5）產(chǎn)品整體性好。真空樹脂導入工藝可同時
成型加強筋、夾芯機構及其它嵌件，提高了產(chǎn)品的
整體性。
（6）減少原材料使用，減少用工。比手糊工藝
可節(jié)約勞動力50%以上。
（7）制品精度好。真空樹脂導入工藝產(chǎn)品的尺
寸精度優(yōu)于手糊制品，在同樣的鋪層下，厚度為手
糊制品的2/3。
當然，目前真空樹脂導入工藝也有一定的缺
點：（1）準備工序時間較長而且較為復雜。（2）生
產(chǎn)成本較高，并產(chǎn)生較多的廢料。（3）工藝制造有
一定的風險。
環(huán)球玻璃
新聚合物薄膜可使窗玻按需放熱
美國麻省理工學院研究人員研制出一種實現(xiàn)化
學儲能的固體材料——透明的聚合物薄膜，能在白
天存儲太陽能，并在需要時放熱，可用于窗戶玻璃
等多種不同的表面。
研究人員之一杰夫瑞·格羅斯曼教授解釋稱，
要想長期穩(wěn)定地存儲太陽能，關鍵是將其以化學變
化而非熱量的形式存儲起來。目前建立在化學反應
基礎上的儲能材料名為太陽熱燃料（STF）。已被研
制出來，但只能在液體中使用，無法制成持久耐用
的固態(tài)薄膜。新研制出的聚合物薄膜是首個基于固
態(tài)材料的聚合物，不僅原材料便宜且制造過程簡單。
研究人員尤金·周指出，制造這種新材料只需
兩步，非常簡單。他們以偶氮苯進行實驗，通過改
變分子組成來對光做出反應，隨后在小的熱脈沖刺
激下，恢復到原始狀態(tài)，并在此過程中釋放出更多
熱量。在實驗中，研究人員修改其化學屬性從而改
進能量密度，形成光滑的表層和對熱脈沖的反應能
力，最終得到了這種極其透明的新材料。
研究表明，新透明薄膜可整合進汽車的前擋風
玻璃，吸收太陽光并存儲起來，隨后只要一點熱量
“激活”，它就能釋放出熱量，融化玻璃上的冰。該
系統(tǒng)可改進電動汽車的性能。在寒冷天氣，電動汽
車車消耗了太多能量來加熱和融冰，新聚合物有望
大幅降低此類消耗。
格羅斯曼表示，目前，這種新材料呈微黃色，
影響了透明度，他們正在進行改進。另外，釋放的
熱只能比周圍環(huán)境高10 攝氏度，他們希望能提高到
20 攝氏度。
相關研究成果發(fā)表在《先進能源材料》雜志上。
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