先进复合材料以其优异的性能用量日趋增加。然而，对于几何形状复杂的大型夹芯和加筋构件，由于尺寸大、性能要求高，采用缠绕、模压等工艺成型困难，而采用手糊或喷射成型则制品的质量得不到保证，因此传统的成型工艺在成型大型复杂结构件时存在难以逾越的技术障碍，严重影咯了复合材料的广泛应用。SCRIMP成型工艺是在19世纪80年代后期在RTM工艺基础上发展起来的一种独特的复合材料成型工艺，在国外已成功地用于舰船。军事设施、国防工程、航空和民用工业等。
1）SCRIMP工艺的基本工作原理
SCRIMP工艺的基本原理是在模具型面上铺放增强材料，将型腔边缘密封严密，在型腔内抽真空，再将树脂通过精心设计的树脂分配系统在真空作用下注入模腔内。和传统的开模成型工艺相比，SCRIMP成型工艺具有以下优点：
①机械性能高 在不增加成本的情况下，与手糊构件相比，SCRIMP成型构件的强度、刚度或硬度及其它的物理特性可提高1.5以上。
②重复好 采用SCRIMP制作的构件，不论是同一构件还是构件与构件间都存在高度的一致性。构件有相对恒定的树脂比，空隙率低，不超过1%，更容易检测构件缺陷。高度固化的层板可在日光下目测空隙或其它缺陷总题。
③重量轻SCRIMP成型时树脂消耗量受到严格的控制，其比例几乎由真空值决定，纤维含量可高达75-80%。无需额外的材料来连接芯材。因此，对强度或刚度要求相同的构件，采用SCRIMP工艺制作可节约材料，减轻重量。
④环保 这是SCRIMP工艺最突出的优点。开模成型时，苯乙烯的挥发量高这35-45%。SCRIMP工艺则几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限于真空袋中。仅在真空泵排气（可过滤）和打开树脂桶时有微量的挥发物。
⑤成本低，效率低纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。在芯材加入的前后，无需等待树脂的预浸和固化，可一次成型大型复杂几何形状的夹芯和加筋结构件。尤其在板中加筋时，材料和人工的节省相当可观。
2）SCRIMP成型工艺
SCRIMP成型工艺在理论上具有显著的优越性，但该工艺对模具、原材料和成型工艺技术有较高的要求。根据树脂的分配系统，可将 SCRIMP工艺分为两种
①高渗透介质型 该设计相对灵活且简单，但剥离层、高渗透介质等不能重复利用，不仅产生了固体废料且增加了成本，充模速度也相对慢。
② 沟槽引流型 不需要高渗透介质和剥离材料，沟槽渗率远远高于渗透介质，充模速度得到大幅提高。
3）模具
SCRIMP成型工艺仅需要单面模具，在柔韧的真空袋风波情况下可生产重量轻的大型结构件。模具表面涂上脱模剂，再喷涂胶衣可改善制品的表现。密封真空袋一般选用尼龙、硅树脂或聚合物薄膜等。密封时，可将真空依直接与模具边缘密封，或将整个模具密封到真空袋内。在抽真空时，要检查真空袋与模具的气密性，确保无泄漏。
4）原材料及辅助材料
①树脂体系
该工艺对树脂体系的要求是粘度低，使用期长，放热峰适中。适用的枝脂品种不同，对制品的机械性能影响较大。树脂的模量和破坏应变也会引起复合材料性能的差异。可采用的树脂有不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。DCPD改性的低苯乙烯树脂应用效果较好，可得到收缩率控制较好的制品。乙烯基树脂由于较好的物理性能，一般应用于海洋、建筑和交通领域。各种改性和混合性乙烯基树脂在该工艺中应用良好。环氧树脂最后不含稀释剂，否则对制品性能有影响。而不含稀释剂的环氧树脂室温下粘度较高，注入和固化时间较长，一般通过高环温度来提高效率。
②增强材料
各种形式的增强材料，从短切原丝到织物，如无捻煤炭且纱织物、加捻织物、斜纹布、双向缝合织物等都可以应用到工艺中，应用的织物面密度最大至87㎏/m2。增强材料以干态按具体性能要求铺放到模具中。
③芯材
一般芯材都在可选范围内,如软质木材、PVC、PEI和其它线性闭孔泡沫塑料。对于开孔型芯材不宜选用。
④真空袋膜
聚丙烯膜是最常用的真空袋膜，为提高其耐热性需对进行改性（即共聚），使其具有弹性和较高的可成型性、抗穿刺性，可以在形状复杂的模具上拉伸，无折叠和褶皱，真空效率较高。这类薄膜也适用于预混料和湿法铺放系统。
⑤有孔脱模膜
它由改性聚丙烯制成,分硬膜和弹性膜二类。前者适用于平板或形状不复杂的模具，后者适用于形状复杂的模具。尺寸为1mx(200～400)m，延伸率为100-300%，可在120～125℃下使用，具有良好的机械性能和高温性能，具有天然的自脱模性能。为使其能与吸胶织物或防扩粘接，有时对其一面进行处理。
⑥胶粘带
胶粘带是一种丁基橡胶的真空袋封剂，具有高弹性和胶接性，并有优异的密封性能，可以消除开始铺放真空袋产生的密封缺陷，因此可提高效率。它适用于聚酯、乙烯基酯和环氧树脂塑系统。
⑦树脂渗透介质
瑞典的Bofors公司用穿刺纤维布作为树脂分散介质。英国的Scott Bader树脂公司和荷兰的DSM树脂公司用一种带有网状凸起的膜作为树脂分配介质。中空的螺线管和窗纱布也是较常用的渗透介质。
鲁ICP备2021047099号