聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）泡沫塑料

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PMI泡沫塑料簡(jiǎn)介
PMI泡沫塑料是首家國內(nèi)自主研發(fā)的一種閉孔剛性發(fā)泡材料，適用于輕質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。
PMI泡沫塑料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，相同密度下，PMI泡沫的壓縮、拉伸、剪切模量和強(qiáng)度最高。
PMI泡沫塑料具有高的耐熱變形溫度，最高耐熱變形溫度可以達(dá)到220℃，是目前耐熱性能最好的結(jié)構(gòu)泡沫塑料；
PMI泡沫塑料易于加工，可以采用熱成型方法和機(jī)械加工成為各種復(fù)雜的形面；
PMI泡沫塑料粘接性能好，可以用環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等膠粘劑獲得良好的粘結(jié)界面；
PMI泡沫塑料能在180℃和熱壓罐壓力條件下實(shí)現(xiàn)與面板共固化；
PMI泡沫塑料不含任何氟氯烴、無毒。
PMI泡沫塑料用途
    本公司產(chǎn)品可應(yīng)用于風(fēng)電葉片、航空航天、雷達(dá)、體育器材、醫(yī)療器械、輪船、車輛等領(lǐng)域。                                      
耐蠕變壓縮性能
    作為聚合物泡沫材料，具有一定的蠕變性能。所謂蠕變性能是指材料在一定的溫度情況下，經(jīng)過一定的時(shí)間，在一特定的壓力下發(fā)生的變形。
作為泡沫材料，除了要有很好的物理性能之外，還要確認(rèn)泡沫芯材能不能滿足特殊的制造工藝要求。通常在夾層結(jié)構(gòu)固化過程中，泡沫必須能夠在一定的時(shí)間內(nèi)，承受溫度和壓3力的綜合作用，耐蠕變性能是決定夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)件制造過程可靠性和重復(fù)性的重要指標(biāo)。
壓縮蠕變性能和材料密度有關(guān)：密度越高壓縮蠕變?cè)叫　?br /> 壓縮蠕變性能和材料含水率有關(guān)：含水率越高，壓縮蠕變率越大。
蠕變除了和材料的性能有關(guān)外，還和工藝所需的壓力、溫度、時(shí)間有關(guān)。在加溫、加壓固化時(shí)，為了保證在共固化以后，泡沫夾層結(jié)構(gòu)不發(fā)生變形，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮蠕變性能。在確定制作工藝之后，所選材料的壓縮蠕變率越小越好。
疲勞性能
夾層結(jié)構(gòu)和單片結(jié)構(gòu)相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，夾層結(jié)構(gòu)的比剛度性能要比單片結(jié)構(gòu)好。這些優(yōu)點(diǎn)使得夾層結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中迅速增加。但是，在動(dòng)力載荷下，例如機(jī)車、高速船、航空和風(fēng)力發(fā)電葉片等構(gòu)件，需要對(duì)夾層結(jié)構(gòu)的耐疲勞性能進(jìn)行研究、測(cè)試和比較。
疲勞試驗(yàn)采用四點(diǎn)疲勞測(cè)試。首先制備試樣：GRP面層厚度3.7mm，芯材厚度40mm，試樣長(zhǎng)度500mm，寬度40mm。通過四點(diǎn)彎曲機(jī)具的設(shè)計(jì)，使得夾層結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的形式是芯材發(fā)生剪切破壞。
首先進(jìn)行偽靜力試驗(yàn)得出剪切強(qiáng)度，選擇合適的疲勞加載的載荷值，使得疲勞破壞發(fā)生在1000至5百萬次循環(huán)加載之間。在5百萬次循環(huán)以后，對(duì)未發(fā)生破壞的梁，使用靜力測(cè)試方法（根據(jù)ASTM C393-62），測(cè)試試樣件的殘余剪切強(qiáng)度。實(shí)際上ASTM C393-62是針對(duì)靜力試驗(yàn)的，但是實(shí)踐證明在剪切載荷作用下PMI泡沫夾芯材料的疲勞試驗(yàn)中仍然適用。四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)最大的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)在試驗(yàn)中出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)在加載過程中相對(duì)獨(dú)立，和實(shí)際結(jié)構(gòu)的載荷情況相同。其中內(nèi)外支點(diǎn)之間，剪力是一個(gè)常數(shù)，彎矩從內(nèi)支點(diǎn)處的最大值減小到外支點(diǎn)處的零。四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)是在中間截面彎矩是一個(gè)常量，同時(shí)剪力為零，在內(nèi)外支點(diǎn)之間剪力是常量。
泡沫熱成型
     PMI泡沫可在170℃—190℃溫度之間熱成形。
     泡沫在熱成形之前必須對(duì)泡沫進(jìn)行干燥處理，熱成形需要對(duì)板材進(jìn)行加熱，加熱過程可在烘箱、加熱板或紅外加熱器中進(jìn)行。加熱的持續(xù)時(shí)間根據(jù)板材的厚度而定（大約1mm/min ）。
     由于泡沫的質(zhì)量很小，泡沫的比熱容較低，另外板材表面由于大量切開的空隙充當(dāng)了降溫通道，泡沫表面的溫度很快降低，能夠保持的熱量很少。所以需要對(duì)泡沫板材加以保溫，防止泡沫從烘箱或加熱板中取出后，溫度很快降低，不能滿足熱成形工藝的溫度要求。
     泡沫板上面可以加保護(hù)材料覆蓋，例如棉布、透氣氈等。保護(hù)材料的作用是確保材料板材在成形結(jié)束之前的一段時(shí)間內(nèi)，能夠保持成形所需要的溫度。在需要加工的形狀的變形程度較小的情況下，成形模具的設(shè)計(jì)要力求簡(jiǎn)單。模具的耐熱要求不是很高，采用木材，聚酯或環(huán)氧樹脂或玻璃鋼制成的模具就足夠了。構(gòu)件的成形可以使用真空/非真空的膠模或陰/陽模完成。為了保證板材能夠在阻力很小的情況下的情況下在模具中延展，邊緣必須具有一個(gè)較大的弧度。泡沫溫度降低的很快，兩面的溫度降低速度要求相同，避免反彈，變形。一旦成形好的構(gòu)件溫度降低到80℃以下，就可以從模具中取出。
切割
   薄的板材可以用刀切割，厚一點(diǎn)的板材可以先切開一半后掰斷，斷面非常整齊。
機(jī)械加工
   在高速木工或塑料加工機(jī)械上都可以直接加工泡沫板材，通常的方法有：開孔、平切、銑、鋸、打磨。切記產(chǎn)生的灰塵要用吸塵器全部取走。
   可以使用圓鋸切割到所需尺寸，用砂帶進(jìn)行打磨，用于木加工的刨機(jī)可以用來刨邊和表皮，銑刀銑出相應(yīng)的形狀。
泡沫的膠接
能與PMI泡沫膠接的粘接劑有很多，其使用方法和固化時(shí)間也各有不同。因?yàn)镻MI是閉孔泡沫，粘接劑只能存在于表面被刨開的空穴內(nèi)。所以在膠接前，要吸掉或用無油壓縮空氣吹掉泡沫表面的灰塵。粘接時(shí)，可以通過加熱提高粘接劑的固化時(shí)間。PMI和各種樹脂兼容（包括預(yù)浸料）。而通常PVC泡沫和含苯乙烯的樹脂一同使用過程中，需要特別注意。

夾層結(jié)構(gòu)
在以PMI泡沫為芯材制作夾層結(jié)構(gòu)時(shí)，通常采用層合工藝。加壓和加熱時(shí)，建議使用厚度控制墊塊，特別是當(dāng)固化在模壓模具中進(jìn)行時(shí)。以免超出泡沫彈性蠕變下限。
為了將泡沫夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)件推廣到大載荷、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，一個(gè)重要途徑是增加其剪切強(qiáng)度。因?yàn)榕菽静牡男阅艿奶岣咄峭ㄟ^增加密度來實(shí)現(xiàn)，因此必須尋找一個(gè)能將增強(qiáng)纖維和泡沫芯材相互結(jié)合的途徑。一個(gè)結(jié)構(gòu)上非常成功的方法是加上45度向貫穿的腹向結(jié)構(gòu)，大小尺寸可根據(jù)應(yīng)力要求調(diào)整。泡沫芯材和蒙皮之間的良好的界面性能對(duì)提高結(jié)構(gòu)沖擊損傷性能有所幫助。可以用Z方向纖維增強(qiáng)材料提高蒙皮和泡沫芯材之間的界面性能。研究和應(yīng)用表明，針刺和縫紉是提高泡沫芯材性能的有效途徑。

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