热压罐温度、压力选型和复合材料树脂体系的关系

常用树脂体系：
       复合材料固化成型，对热压罐性能的要求主要取决于使用的树脂体系。在现有常用的热固性树脂中，以环氧树脂及酚醛树脂应用最为普遍。
       环氧树脂根据不同的配方，从常温固化到高温固化，覆盖较大的范围。但是，常温固化和低温固化树脂，其性能不适合使用热压罐，较少用于热压罐工艺。常用于热压罐工艺的环氧树脂固化温度从120℃~180℃，通常，环氧树脂体系固化是施加0.6MPa的压力就可以使力学性能趋于稳定，固化成型后满足要求。
       酚醛树脂体系的使用同样很广泛，酚醛树脂体系采用烘箱固化的效果可以满足要求不高的应用场合，但是，当要求比较高的纤维体积含量、较高的致密性、较低的缺陷时，就需要使用热压罐。酚醛树脂体系根据配方及材料性能要求的不同，固化温度通常从120℃~170℃，固化施加的压力从0.4Mpa~2Mpa不等。
       对于产品采用环氧树脂及酚醛树脂体系的热压罐用户，采用的固化辅助材料均为市场上供应的常规的尼龙薄膜真空袋、无纺透气毡、真空密封胶带，这些材料的短时间耐温上限通常在170℃~200℃之间。因此对于这些用户，选用热压罐的额定工作温度高于200℃是没有意义的。热压罐厂家通常按照250℃设计内部耐热结构，如果用户能准确提供最高使用温度，热压罐厂家可以准确计算加热负载，减小装机功率，达到节能的效果。
       压力容器在1.6Mpa分了一级，因此，高于1.6Mpa的热压罐，费用会有比较显著的增加。压力要求高，热压罐容器的重量随之增加，成本提高。同时，为热压罐供气的空压机等设施的规格要加大，造成建设费用的提高。因此，对于用户而言，合理选择常用压力是非常重要的，要建立一个概念，厂家的设计压力一定要稍大于常用压力，设计压力是出于安全的考虑的设计余量，常用压力是用户工艺中使用的实际压力，按照用户的常用压力配套的供气系统，在使用中才是合理并经济的。
其它树脂体系：
       复合材料使用的树脂体系种类很多，有些高性能的树脂的使用范围较小，如耐高温的双马树脂、聚酰亚胺树脂、高介电性能的氰酸酯树脂，以及正在研究开发中的热熔树脂系统。
       最高使用温度250℃的热压罐可以满足双马树脂、氰酸酯树脂的固化温度要求，通常0.6Mpa的压力可以满足对于力学性能的要求，如果出于其它性能的需求，压力可能需要进一步提高。但是，对于这两种复合材料固化中使用的辅助材料，可靠的耐温性能就约230℃，对工艺的制约很大。
       聚酰亚胺树脂是当前可实用的耐温等级最高的树脂，固化温度在300~370℃间，并有进一步提高的趋势，同时固化压力要求1.5Mpa以上，甚至2Mpa以上。这就需要配备高温高压热压罐。高温高压热压罐本身在技术上有较大的难度，同时，这个耐温等级的辅助材料工艺性极差，很难保证真空袋的密封，为此，高温高压热压罐必须配套氮气供应系统，以杜绝使用中材料失火。
       热熔树脂系统复合材料正在研究开发中，目前还没有得到广泛的应用，树脂正在不断的创新中，因此，如何配套热压罐还没有成熟的参数。从材料性能的规律分析，热熔树脂的成型温度一定要高于使用温度，热熔树脂的最低粘度不可能做到低于热固性树脂的最低粘度。从上述两点分析，适用于热熔树脂体系的热压罐的温度压力要求应稍高于常规热压罐。同时，热熔树脂研究的重要目标是实现高效成型，因此对设备有相应的要求，这需要从事材料及工艺研究人员进一步探索。
       热压罐相对其它复合材料成型设备，材料的综合性能最佳，适应性最大，工艺可控性最好，模具成本相对较低，因此在复合材料行业应用越来越广。但是，热压罐也存在很大的局限性，如耗能高，成型效率低等。本公司正在开发新设备，以突破其部分局限性，在针对上述特种树脂的试验工作已经取得较大进展，将择机推出。
       注：有些复合材料产品，为达到特殊的性能指标，要求很高的成型压力。虽然就压力容器而言，并没有限制。但是从安全性以及经济性考虑。热压罐的设计压力超过5Mpa是不适当的，设备制造难度加大，成本大幅提高，可靠性大幅降低。因此，如果复合材料的成型压力一定要超过3Mpa，尺寸较大部件建议使用液压釜，尺寸较小部件建议使用热压机。
附件：
1、热压罐内复合材料固化工艺中温度与压力参数决定的原则：

2、对于复合材料在固化工艺中采用什么样的温度曲线，在什么时候加压，是决定复合材料最终质量的关键。如何决定这两个参数，重要的依据是代表树脂固化过程的两条曲线：

上图示意了两条曲线：（本示意图不代表真实的曲线及对应关系）
树脂粘-温曲线，代表了树脂黏度随温度变化的趋势，曲线最终粘度快速上升，代表树脂开始固化。
树脂的DSC曲线代表了树脂固化过程的吸热或放热过程，代表了树脂在某个温度段进行了固化反应。
树脂的这两条曲线，在不同的升温速率，不同的温度保持时间下表现不同。
复合材料固化过程中的加压，最好在粘度最低点进行，这时树脂流动性最佳，最易保证复合材料质量。如果加压过早，树脂容易从真空管道流出，造成产品树脂含量低或贫胶等缺陷。如果加压过晚，树脂的粘度快速上升，流动不足容易形成分层、气孔等缺陷。未来达到复合材料的设计性能，工艺人员必须准确了解真实固化温度曲线下的这两条曲线，才能准确制定工艺。
对热压罐性能的要求：
由上可知，热压罐应该有的重要功能：
应控制模具温度，而非空气温度；
加压的控制必须与温度关联随动，实现在预定的温度点加压；
当热压罐内的多件模具的温度存在差异，需要实现等待各模具均进入加压窗口再实施加压。加压过程要快。
★ 绝大部分的树脂性能，在升温速率提高时，最低粘度都呈现降低趋势，这对于复合材料成型质量时有利的。因此在设计模具时，因设法保证比较容易升温。我公司正在开发新技术，将有助于实现复合材料的快速成型。