增強材料要點學習教案

1、會計學1增強增強(zngqing)材料要點材料要點第一頁，共72頁。第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料2.1 概述概述(i sh)1.添加劑（助劑或配合劑） 能改善聚合物基體性能，而不明顯影響聚合物分子結(jié)構(gòu)的輔助材料。2.添加劑種類提高穩(wěn)定性的添加劑：抗氧劑、光（熱）穩(wěn)定劑、防霉劑改善力學性能的添加劑：纖維增強劑、微粒填充劑、偶聯(lián)劑改善加工(ji gng)性能：增塑劑、潤滑劑、脫模劑改進表面性能和外觀：抗靜電劑、防霧劑、著色劑、熒光增加劑提高耐燃性能：阻燃劑改變其他性能的添加劑：發(fā)泡劑第1頁/共72頁第二頁，共72頁。2.1 概述概述(i sh)3. 增強纖維

2、(xinwi)顯著提高基體材料的機械性能（高強度、高模量）無機纖維：無機纖維：玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維維、氧化鋁纖維有機纖維：有機纖維：芳綸纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維芳綸纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料第2頁/共72頁第三頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維的組成玻璃纖維的組成 玻璃纖維是由玻璃纖維是由SiO2及各種金屬氧化物組成的硅酸及各種金屬氧化物組成的硅酸鹽類混合物，屬無定形離子結(jié)構(gòu)物質(zhì)。鹽類混合物，屬無定形離子結(jié)構(gòu)物質(zhì)。SiO2

3、：主要組分，形成基本骨架，有高的熔點：主要組分，形成基本骨架，有高的熔點金屬氧化物：改善金屬氧化物：改善(gishn)制備玻璃纖維的工藝條制備玻璃纖維的工藝條件和性能件和性能（Al2O3 ，CaO ，MgO ，BeO ，B2O3）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料第3頁/共72頁第四頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)的分類的分類 按化學按化學(huxu)組成分：有堿玻璃纖維（堿金屬氧化物組成分：有堿玻璃纖維（堿金屬氧化物MxOy含量大于含量大于12%）；中堿玻纖（）；中堿玻纖（ MxOy：612%

4、 ）；低堿玻纖（）；低堿玻纖（ MxOy：26% ）；微堿玻）；微堿玻纖（纖（ MxOy：2% ）按纖維使用特性：普通玻纖；電工玻纖（按纖維使用特性：普通玻纖；電工玻纖（E玻纖）；高玻纖）；高強玻纖（強玻纖（S玻纖或玻纖或R玻纖）；耐化學玻纖）；耐化學(huxu)藥品玻纖藥品玻纖（C玻纖）玻纖）按產(chǎn)品特點分：長度（定長玻纖，連續(xù)玻纖）；按產(chǎn)品特點分：長度（定長玻纖，連續(xù)玻纖）； 直徑直徑（粗纖維，初級纖維，中級纖維，高級纖維）；外觀（粗纖維，初級纖維，中級纖維，高級纖維）；外觀（連續(xù)纖維，短切纖維，空心玻纖，玻璃粉）（連續(xù)纖維，短切纖維，空心玻纖，玻璃粉）第第2章章 增強材料增強材料第4頁/共

5、72頁第五頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)的制備的制備 坩堝坩堝(gngu)拉絲法拉絲法玻璃原料玻璃原料制球制球拉絲拉絲玻纖玻纖玻璃原料（砂、玻璃原料（砂、石灰石、硼酸石灰石、硼酸）熔煉爐（熔煉爐（1260）造球機造球機玻璃球玻璃球第第2章章 增強材料增強材料第5頁/共72頁第六頁，共72頁。第6頁/共72頁第七頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)的制備的制備 池窯法池窯法將玻璃配合料投入將玻璃配合料投入(tur)熔窯熔化后，直接拉制成玻纖熔窯熔化后，直接拉制成玻纖優(yōu)

6、點：效率高，生產(chǎn)能力高；優(yōu)點：效率高，生產(chǎn)能力高； 自動化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；自動化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； 節(jié)約原料，便于回收節(jié)約原料，便于回收第第2章章 增強材料增強材料第7頁/共72頁第八頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維制品玻璃纖維制品(zhpn)的制造的制造 玻纖玻纖玻纖制品（布、帶、氈）玻纖制品（布、帶、氈）紡織、加工紡織、加工第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料第8頁/共72頁第九頁，共72頁。第9頁/共72頁第十頁，共72頁。2.2 玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)浸潤劑浸

7、潤劑 第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料浸潤劑浸潤劑：在單根纖維表面涂覆的由粘接組分、潤滑在單根纖維表面涂覆的由粘接組分、潤滑組分和表面活性劑等配制的乳液。組分和表面活性劑等配制的乳液。作用：作用：使單絲集束；使單絲集束； 防止原紗纏繞成卷時，纖維相互粘接；防止原紗纏繞成卷時，纖維相互粘接； 保護纖維，防止纖維磨損降低強度。保護纖維，防止纖維磨損降低強度。種類：種類：紡織型浸潤劑（石蠟型、淀粉型）紡織型浸潤劑（石蠟型、淀粉型） 增強型浸潤劑（偶聯(lián)劑）增強型浸潤劑（偶聯(lián)劑） 化學處理劑（偶聯(lián)劑）化學處理劑（偶聯(lián)劑）前處理法第10頁/共72頁第十一頁，共72頁。2

8、.2 玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維(b lixinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料1.力學性能（拉伸強度較高，但模量較低）d10mm, s纖=1000MPa；d5mm，s纖=2400MPa s玻璃40100MPa微裂紋理論：微裂紋理論：玻璃在制造過程中引入許多微裂紋，受力后裂紋尖端應力集中。當應力達到一定值玻璃在制造過程中引入許多微裂紋，受力后裂紋尖端應力集中。當應力達到一定值時，裂紋擴展，材料破壞。所以，缺陷尺寸越大，越多，應力集中越嚴重，導致強時，裂紋擴展，材料破壞。所以，缺陷尺寸越大，越多，應力集中越嚴重，導致強度越低。度越低。分

9、子取向理論：分子取向理論：玻纖在制備過程中，受到定向牽引力作用，分子排玻纖在制備過程中，受到定向牽引力作用，分子排列更規(guī)整，所以玻纖強度更大。列更規(guī)整，所以玻纖強度更大。s玻纖 s玻璃第11頁/共72頁第十二頁，共72頁。2.2 玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維(b lixinwi)的性能第12頁/共72頁第十三頁，共72頁。2.2 玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維(b lixinwi)的性能第13頁/共72頁第十四頁，共72頁。2.2 玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維(b lixinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料2.熱性能T

10、g600，Tf 1200；T250 ，溫度越高，強度越低，具有短時耐高溫特性；，溫度越高，強度越低，具有短時耐高溫特性；300 ，24h， s s降低降低20%； 400 ，24h， s s降低降低50%；導熱系數(shù)導熱系數(shù)k k低（低（20100 ，0.86Kcal/m.h. ）,良好的絕熱性能；良好的絕熱性能；熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)a a低（低（20100 ，4.810-6/ ），），比熱容比熱容C為為0.19 cal/g. 第14頁/共72頁第十五頁，共72頁。2.2 玻璃纖維(b lixinwi)玻璃纖維(b lixinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing

11、)材料材料3.耐腐蝕性能耐腐蝕性能 玻璃除了氫氟酸、濃堿、濃磷酸外，對酸、堿、鹽以及有機溶劑玻璃除了氫氟酸、濃堿、濃磷酸外，對酸、堿、鹽以及有機溶劑具有較好的耐腐蝕能力。玻纖表面積大，故比塊狀玻璃耐腐蝕性差。具有較好的耐腐蝕能力。玻纖表面積大，故比塊狀玻璃耐腐蝕性差。Na2O/K2O離析，溶解酸玻纖硅酸鹽硅酸膠體 保護膜（減緩溶解過程）水玻纖Na2O/K2O溶解堿性SiO2骨架破壞堿玻纖溶解玻纖所有成分，玻纖變細中堿玻纖耐酸，不耐水不耐堿；無堿玻纖耐水，不耐酸不耐堿中堿玻纖耐酸，不耐水不耐堿；無堿玻纖耐水，不耐酸不耐堿第15頁/共72頁第十六頁，共72頁。2.2 玻璃纖維(b lixinwi)

12、玻璃纖維(b lixinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料4.電性能電性能電絕緣性好：含堿量越高，絕緣性越低；電絕緣性好：含堿量越高，絕緣性越低； （堿金屬離子遷移，成為載流子）（堿金屬離子遷移，成為載流子） 濕度、溫度提高，絕緣性降低濕度、溫度提高，絕緣性降低良好的高頻介電性能（介電常數(shù)較小，介質(zhì)損耗低）良好的高頻介電性能（介電常數(shù)較小，介質(zhì)損耗低）第16頁/共72頁第十七頁，共72頁。 常用(chn yn)術(shù)語、參數(shù)（1）原紗（2）表示原紗粗細的指標：支數(shù)、特tex和旦（帶）denier（3）捻度（4）股數(shù)N玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi

13、)制品制品的品種與規(guī)格的品種與規(guī)格1.玻璃纖維玻璃纖維(b lixinwi)紗紗第17頁/共72頁第十八頁，共72頁。 纖維支數(shù)有兩種表示纖維支數(shù)有兩種表示(biosh)(biosh)方法：方法： (1) 定質(zhì)量定質(zhì)量(zhling)法法 用質(zhì)量用質(zhì)量(zhling)為為1g的原紗的長度來表示，即：的原紗的長度來表示，即： 原紗克質(zhì)量數(shù)）纖維質(zhì)量（測量）纖維長度（通常用纖維支數(shù)m100m10040支紗支紗(2) 定長法定長法 目前國際上統(tǒng)一使用的方法，通稱目前國際上統(tǒng)一使用的方法，通稱“TEXTEX”( (公制號數(shù)公制號數(shù)) )。 1000m長的原紗的克質(zhì)量。長的原紗的克質(zhì)量。 4“TEX”質(zhì)

14、量為質(zhì)量為1g的原紗長的原紗長40m。1000m原紗質(zhì)量為原紗質(zhì)量為4g。第18頁/共72頁第十九頁，共72頁。捻度捻度(nind) 單位單位(dnwi)長度內(nèi)纖維與纖維之間所加的轉(zhuǎn)數(shù)，以捻長度內(nèi)纖維與纖維之間所加的轉(zhuǎn)數(shù)，以捻m為單位為單位(dnwi) Z捻捻(左捻左捻)，順時針方向，順時針方向(fngxing)加捻；加捻；S捻捻(右捻右捻)，逆時針方向，逆時針方向(fngxing)加捻。加捻。 加捻的作用：加捻的作用：提高纖維的抱合力提高纖維的抱合力改善單纖維的受力狀況，改善單纖維的受力狀況，利于紡織工序的進行。利于紡織工序的進行。缺點：缺點：捻度過大不易被樹脂浸透。捻度過大不易被樹脂浸透。

15、 第19頁/共72頁第二十頁，共72頁。紗的品種紗的品種(pnzhng)與規(guī)格與規(guī)格 玻璃纖維紗可分無捻紗及有捻紗兩種。玻璃纖維紗可分無捻紗及有捻紗兩種。 無捻紗一般用增強型浸潤劑，由原紗直接無捻紗一般用增強型浸潤劑，由原紗直接(zhji)(zhji)并股、絡紗制成并股、絡紗制成 有捻紗則多用紡織型浸潤劑，原紗經(jīng)過退繞、加有捻紗則多用紡織型浸潤劑，原紗經(jīng)過退繞、加捻、并股、絡紗而制成。捻、并股、絡紗而制成。 根據(jù)纖維直徑根據(jù)纖維直徑(zhjng)(zhjng)、支數(shù)及股數(shù)不同，無捻紗和、支數(shù)及股數(shù)不同，無捻紗和有捻紗的規(guī)格有許多種。有捻紗的規(guī)格有許多種。 牌號表示法：牌號表示法：第20頁/共7

16、2頁第二十一頁，共72頁。第21頁/共72頁第二十二頁，共72頁。折算折算(sh sun)斷裂強度，便于比較不用粗細的紗的強斷裂強度，便于比較不用粗細的紗的強度高低。度高低。 sb =Pb/A紗強強度低于單絲，原因：紗強強度低于單絲，原因：測量標距不同；測量標距不同；單絲實際負載時是分批斷裂；單絲實際負載時是分批斷裂；加捻使纖維承受附加的扭轉(zhuǎn)力。加捻使纖維承受附加的扭轉(zhuǎn)力。第22頁/共72頁第二十三頁，共72頁。 玻璃布的品種與規(guī)格玻璃布的品種與規(guī)格（1 1）玻璃布的品種）玻璃布的品種按照編制方法不同按照編制方法不同(b tn)(b tn)，分為平紋布、斜紋布及緞紋，分為平紋布、斜紋布及緞紋布

17、布（2 2）主要規(guī)格）主要規(guī)格見表見表2-7.2-7.（3 3）牌號表示法）牌號表示法第23頁/共72頁第二十四頁，共72頁。 玻璃布的折算斷裂強度玻璃布的折算斷裂強度 sb =Pb/F sb =Pb/F布布布強度低于紗強度的原因：布強度低于紗強度的原因：由于布中的玻璃纖維經(jīng)過紡織及在布中呈現(xiàn)彎曲由于布中的玻璃纖維經(jīng)過紡織及在布中呈現(xiàn)彎曲(wnq)(wnq)及及扭曲狀態(tài)，其拉伸強度遠低于玻璃紗強度。扭曲狀態(tài)，其拉伸強度遠低于玻璃紗強度。第24頁/共72頁第二十五頁，共72頁。 玻璃布的使用情況玻璃布的使用情況(qngkung)(qngkung)（1 1）編制情況）編制情況(qngkung)(q

18、ngkung)（2 2）布厚度）布厚度（3 3）排紗密度）排紗密度第25頁/共72頁第二十六頁，共72頁。其他其他(qt)玻纖制品玻纖制品1 1）立體編織物）立體編織物2 2）玻璃纖維）玻璃纖維(b lixinwi)(b lixinwi)氈片氈片3 3）縫合氈）縫合氈4 4）無維布（帶）無維布（帶）第26頁/共72頁第二十七頁，共72頁。第27頁/共72頁第二十八頁，共72頁。1、無捻粗紗、無捻粗紗(csh) 無捻粗紗是由平行無捻粗紗是由平行(pngxng)(pngxng)原絲或平行原絲或平行(pngxng)(pngxng)單絲集束而單絲集束而成。無捻粗紗是加工方成。無捻粗紗是加工方格布、網(wǎng)格

19、布的基本原格布、網(wǎng)格布的基本原料，是玻璃鋼基材最基料，是玻璃鋼基材最基本的原材料。本的原材料。 噴射用無捻粗紗，纏繞型無捻粗紗，拉擠用無捻粗紗及織造噴射用無捻粗紗，纏繞型無捻粗紗，拉擠用無捻粗紗及織造(zhzo)用無捻粗紗等，用途十分廣泛。用無捻粗紗等，用途十分廣泛。 種類種類第28頁/共72頁第二十九頁，共72頁。2、無堿布無堿布 無堿布是用無堿玻纖無堿布是用無堿玻纖紗織造而成，具有優(yōu)異的紗織造而成，具有優(yōu)異的電氣電氣(dinq)(dinq)絕緣性、力絕緣性、力學性能、耐熱性及抗吸濕學性能、耐熱性及抗吸濕性。主要用于生產(chǎn)各種電性。主要用于生產(chǎn)各種電絕緣層壓板、印刷線路板絕緣層壓板、印刷線路板

20、、各種車輛車體、貯罐、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等船艇、模具等 無堿布還適合用作玻璃無堿布還適合用作玻璃漆布，玻璃布層壓制品與漆布，玻璃布層壓制品與覆銅箔層壓的基材，以及覆銅箔層壓的基材，以及玻璃云母制品等的補強材玻璃云母制品等的補強材料。料。第29頁/共72頁第三十頁，共72頁。第30頁/共72頁第三十一頁，共72頁。3、短切玻璃纖維、短切玻璃纖維(b lixinwi) 短切玻璃纖維，適應于各種不同的用途。采用適當?shù)慕櫠糖胁ＡЮw維，適應于各種不同的用途。采用適當?shù)慕檮┖图鴦┖图?j sh)(j sh)數(shù)，切成不同長度的玻璃纖維，在熱固性，數(shù)，切成不同長度的玻璃纖維，在熱固性，熱塑

21、性樹脂增強材料中獲得廣泛的應用。熱塑性樹脂增強材料中獲得廣泛的應用。 第31頁/共72頁第三十二頁，共72頁。4、無捻方格、無捻方格(fn )布布 以無捻粗紗織成的方格布，廣泛應用于手糊玻璃鋼以無捻粗紗織成的方格布，廣泛應用于手糊玻璃鋼(FRP)產(chǎn)品產(chǎn)品(chnpn)領(lǐng)域。領(lǐng)域。 第32頁/共72頁第三十三頁，共72頁。5、玻璃纖維、玻璃纖維(b lixinwi)耐堿網(wǎng)布耐堿網(wǎng)布 玻璃纖維耐堿網(wǎng)布是以中玻璃纖維耐堿網(wǎng)布是以中堿或無堿玻璃纖維織物為基礎(chǔ)堿或無堿玻璃纖維織物為基礎(chǔ)，經(jīng)耐堿涂層處理而成。該產(chǎn)，經(jīng)耐堿涂層處理而成。該產(chǎn)品強度品強度(qingd)(qingd)高、粘結(jié)性高、粘結(jié)性好、服貼

22、性、定位性極佳，廣好、服貼性、定位性極佳，廣泛應用于墻體增強，外墻保溫泛應用于墻體增強，外墻保溫，屋面防水等方面，還可應用，屋面防水等方面，還可應用于水泥、塑料、瀝青、大理石于水泥、塑料、瀝青、大理石、馬賽克等墻體材料的增強，、馬賽克等墻體材料的增強，是建筑行業(yè)理想的工程材料。是建筑行業(yè)理想的工程材料。第33頁/共72頁第三十四頁，共72頁。6、膨體紗與膨體布膨體紗與膨體布 膨體紗由玻璃纖膨體紗由玻璃纖維紗經(jīng)過高壓空氣裝置維紗經(jīng)過高壓空氣裝置，特殊膨化而成，該產(chǎn)，特殊膨化而成，該產(chǎn)品兼有連續(xù)長纖維的高品兼有連續(xù)長纖維的高強度，又有短切纖維的強度，又有短切纖維的蓬松性，具有耐高溫、蓬松性，具有耐

23、高溫、耐腐蝕、高過濾效果、耐腐蝕、高過濾效果、高強度等特點，被廣泛高強度等特點，被廣泛應用于過濾布、裝飾布應用于過濾布、裝飾布、絕緣織物等，是石棉、絕緣織物等，是石棉制品理想的替代材料，制品理想的替代材料，在 環(huán) 保 工 業(yè) 方 面在 環(huán) 保 工 業(yè) 方 面(fngmin)應用廣泛。應用廣泛。 第34頁/共72頁第三十五頁，共72頁。 膨體布是由膨膨體布是由膨體紗制造而成，具體紗制造而成，具有透氣性好，容塵有透氣性好，容塵量大、過濾量大、過濾(gul)(gul)效率高等特點。主效率高等特點。主要用于鋼鐵、水泥要用于鋼鐵、水泥、發(fā)電等行業(yè)的高、發(fā)電等行業(yè)的高溫袋過濾溫袋過濾(gul)(gul)器

24、器；包裝材料；裝飾；包裝材料；裝飾材料等。材料等。 第35頁/共72頁第三十六頁，共72頁。7、拉擠紗、拉擠紗 具有良好的耐磨性、柔具有良好的耐磨性、柔軟成性好、纖維光滑毛紗少軟成性好、纖維光滑毛紗少、與苯乙烯有極好的相溶性、與苯乙烯有極好的相溶性，浸透速度非?？?。通過拉，浸透速度非?？?。通過拉擠成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)擠成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合合(jih)(jih)成高強度的玻璃鋼成高強度的玻璃鋼制品。制品。 第36頁/共72頁第三十七頁，共72頁。擠拉紗產(chǎn)品特性：品名品名產(chǎn)品產(chǎn)品代號代號浸潤劑浸潤劑類型類型含水率含水率選用選用樹脂樹脂卷裝量卷裝量(Kg)無堿拉無堿拉擠紗擠紗ERL-1200硅

25、烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5無堿拉無堿拉擠紗擠紗ERL-2400硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿拉中堿拉擠紗擠紗CRL-1200硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿拉中堿拉擠紗擠紗CRL-2400硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5第37頁/共72頁第三十八頁，共72頁。8、纏繞、纏繞(chnro)紗紗 具有較好的成帶性、柔軟、纖維光滑、與苯乙烯具有較好的成帶性、柔軟、纖維光滑、與苯乙烯有很好的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃鋼耐水性有很好的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃鋼耐水性好。通過管道纏繞好。通過管道纏繞(chnro)成

26、型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強度的玻璃鋼制品。合成高強度的玻璃鋼制品。品名品名產(chǎn)品產(chǎn)品代號代號浸潤劑浸潤劑類型類型含水率含水率選用選用樹脂樹脂卷裝量卷裝量(Kg)無堿纏無堿纏繞紗繞紗ERC-1200硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5無堿纏無堿纏繞紗繞紗ERC-2400硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿纏中堿纏繞紗繞紗CRC-2400硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5第38頁/共72頁第三十九頁，共72頁。9、噴射、噴射(pnsh)紗紗 具有較好的短切性具有較好的短切性能、無靜電、與苯乙烯能、無靜電、與苯乙烯有良好的相溶性、浸

27、透有良好的相溶性、浸透速度速度(sd)較快。通過較快。通過連續(xù)噴射法與聚酯或環(huán)連續(xù)噴射法與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強度的氧樹脂結(jié)合成高強度的玻璃鋼制品。玻璃鋼制品。第39頁/共72頁第四十頁，共72頁。10、玻璃纖維、玻璃纖維(b lixinwi)套管套管 玻璃纖維套管是玻璃纖維套管是由無堿紗編織而成，由無堿紗編織而成，用于電視、儀表、無用于電視、儀表、無線電、電視機、電扇線電、電視機、電扇及其他家用電器上。及其他家用電器上。應用玻璃纖維套管的應用玻璃纖維套管的電線和電纜能提供良電線和電纜能提供良好好(lingho)的性能的性能和可靠的絕緣。和可靠的絕緣。第40頁/共72頁第四十一頁，共72頁。

28、11、短切氈、短切氈 把玻璃纖維短切成約把玻璃纖維短切成約50mm長，然后均勻沉降在成型帶長，然后均勻沉降在成型帶上，并敷上特種粘結(jié)劑形成短切氈，它具有各向同性上，并敷上特種粘結(jié)劑形成短切氈，它具有各向同性( xin tn xn)與樹脂結(jié)合良好的親和性，脫泡性、易成型與樹脂結(jié)合良好的親和性，脫泡性、易成型等特點，廣泛使用于手糊玻璃鋼等特點，廣泛使用于手糊玻璃鋼(FRP)及玻纖層壓板材上。及玻纖層壓板材上。第41頁/共72頁第四十二頁，共72頁。12、連續(xù)、連續(xù)(linx)原絲氈原絲氈 連續(xù)原絲氈是新型玻纖無紡增強材料連續(xù)原絲氈是新型玻纖無紡增強材料(cilio)，廣，廣泛用于高質(zhì)量玻璃鋼的模壓

29、和拉擠成型工藝。該技術(shù)以泛用于高質(zhì)量玻璃鋼的模壓和拉擠成型工藝。該技術(shù)以玻璃纖維原絲為原料，經(jīng)機械鋪疊制成高強度無紡氈，玻璃纖維原絲為原料，經(jīng)機械鋪疊制成高強度無紡氈，產(chǎn)品規(guī)格為產(chǎn)品規(guī)格為225900克克/平方米平方米第42頁/共72頁第四十三頁，共72頁。13、玻璃纖維、玻璃纖維(b lixinwi)方格布方格布 玻璃纖維方格布具有高強、耐腐、絕緣等特點。是制造玻玻璃纖維方格布具有高強、耐腐、絕緣等特點。是制造玻璃鋼制品基布。廣泛應用于儀表、無線電貯槽建筑構(gòu)件璃鋼制品基布。廣泛應用于儀表、無線電貯槽建筑構(gòu)件(gujin)、制造游艇、汽車車體、透明玻璃鋼及手糊玻璃鋼工、制造游艇、汽車車體、透明

30、玻璃鋼及手糊玻璃鋼工藝上。藝上。第43頁/共72頁第四十四頁，共72頁。14、無堿纖維、無堿纖維(xinwi)帶帶 無堿玻璃纖維無堿玻璃纖維(b lixinwi)帶是電機及電器的良好的包扎絕緣材帶是電機及電器的良好的包扎絕緣材料，也是玻璃鋼料，也是玻璃鋼(FRP)用基材。用基材。第44頁/共72頁第四十五頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料 碳纖維是有機(yuj)纖維在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀碳化合物。（高強度、高模量、耐熱性好、密度低）1959年美國研制人造絲碳纖維；年美國研制人造絲碳纖維；1963年日本以瀝青為原料年

31、日本以瀝青為原料(yunlio)研制出研制出碳纖維；碳纖維；1964年英國，聚丙烯腈基碳纖維年英國，聚丙烯腈基碳纖維20世紀世紀70年代，中國生產(chǎn)碳纖維年代，中國生產(chǎn)碳纖維（品種少，性能一般，產(chǎn)量低）（品種少，性能一般，產(chǎn)量低）1969年年 CF100t1985年年 4700t2000年年 20000t第45頁/共72頁第四十六頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料碳纖維的分類(fn li)原絲種類：聚丙烯腈基原絲種類：聚丙烯腈基CF，瀝青基，瀝青基CF 、粘膠基、粘膠基CF制造方法：碳纖維（制造方法：碳纖維（8001600，金剛

32、石結(jié)構(gòu)，金剛石結(jié)構(gòu)(jigu)，空間網(wǎng)格）空間網(wǎng)格） 石墨纖維（石墨纖維（20003000 ，石墨結(jié)構(gòu)，石墨結(jié)構(gòu)(jigu)，層狀），層狀）力學性能：通用級力學性能：通用級CF、高性能、高性能CF （高強、超高強、高模、超高模）（高強、超高強、高模、超高模）應用領(lǐng)域：商品級應用領(lǐng)域：商品級CF，宇航級，宇航級CF功能：導電功能：導電CF，耐磨，耐磨CF，耐火，耐火CF，活性，活性CF第46頁/共72頁第四十七頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料碳纖維的制造(zhzo)方法氣相法：惰性氣氛，小分子有機物（烴或芳烴）在高溫下沉積而成

33、，形成晶須或短纖維。有機纖維碳化法：經(jīng)穩(wěn)定劑處理(chl)的有機纖維在惰性氣體中焙燒碳化，形成碳纖維1. 聚丙烯腈基碳纖維（PAN-CF）PAN纖維 預氧化200300氧化氣氛 碳化4001900惰性氣氛N2 石墨化25003000惰性氣氛Ar碳纖維第47頁/共72頁第四十八頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）碳纖維的制造(zhzo)方法1. 聚丙烯腈(j bn x jn)基碳纖維（PAN-CF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料預氧化：預氧化：PAN Tg120，分解前會軟化熔融；，分解前會軟化熔融；現(xiàn)象：現(xiàn)象：白白 黃黃 棕褐色棕褐色 黑黑結(jié)果：結(jié)果：PAN

34、分子結(jié)構(gòu)調(diào)整為穩(wěn)定梯形六元環(huán)結(jié)構(gòu)，并生成碳氧鍵，吸氧量為分子結(jié)構(gòu)調(diào)整為穩(wěn)定梯形六元環(huán)結(jié)構(gòu)，并生成碳氧鍵，吸氧量為810%，PAN絲抵抗外加張力，分子鏈收縮并擇優(yōu)取向絲抵抗外加張力，分子鏈收縮并擇優(yōu)取向碳化（亂層石墨結(jié)構(gòu)）碳化（亂層石墨結(jié)構(gòu)）分解分解N，H，O等非碳元素，碳化產(chǎn)率約為等非碳元素，碳化產(chǎn)率約為4045%（一般以上原料被分解），碳（一般以上原料被分解），碳纖維含碳率在纖維含碳率在92%以上以上石墨化（石墨片層結(jié)構(gòu)）石墨化（石墨片層結(jié)構(gòu)）纖維中結(jié)晶碳向石墨晶體取向，并使之與纖維軸向夾角進一步減小，以提高碳纖纖維中結(jié)晶碳向石墨晶體取向，并使之與纖維軸向夾角進一步減小，以提高碳纖維的彈性模

35、量維的彈性模量第48頁/共72頁第四十九頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）碳纖維的制造(zhzo)方法2. 粘膠基碳纖維（質(zhì)量損失(snsh)90%以上）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料 粘膠纖維（天然/人造纖維） 熱處理碳化石墨化碳纖維25150，脫水（吸附水）150240 ，纖維素環(huán)脫水240400 ，自由基反應（C-C，C-O），CO，CO2400 ，芳環(huán)化，H2第49頁/共72頁第五十頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）碳纖維的制造(zhzo)方法3. 瀝青(lqng)基碳纖維第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料原料：石

36、油瀝青、煤焦油瀝青、PVC瀝青前處理（調(diào)整化學成分和結(jié)構(gòu)）：溶劑萃取蒸餾、加氫處理、添加化合物瀝青熔融紡絲穩(wěn)定化 處理碳化石墨化碳纖維前處理第50頁/共72頁第五十一頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）碳纖維的結(jié)構(gòu)(jigu)第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料石墨片層石墨微晶亂層結(jié)構(gòu)石墨原纖條帶結(jié)構(gòu)碳纖維 外內(nèi)微晶變小，排列逐漸紊亂缺陷（內(nèi)部雜質(zhì)、外來雜質(zhì)、裂縫、空穴、氣泡、表面污染）缺陷（內(nèi)部雜質(zhì)、外來雜質(zhì)、裂縫、空穴、氣泡、表面污染）缺陷是影響缺陷是影響CF強度強度(qingd)的重要因素的重要因素缺陷來源：原絲存在的缺陷（雜質(zhì)、裂縫）缺陷來源：原絲存在的缺

37、陷（雜質(zhì)、裂縫） 碳化過程產(chǎn)生缺陷（空穴、氣泡）碳化過程產(chǎn)生缺陷（空穴、氣泡）第51頁/共72頁第五十二頁，共72頁。2.3碳纖維（CF）碳纖維的性能碳纖維的性能(xngnng)第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料1.力學性能力學性能強度高（強度高（s=1.42.5GPa），模量大（），模量大（E=（2.54.6）102GPa2. 物理性能物理性能密度小密度小(r1.52.0g/cm3 )；耐溫性好；耐溫性好(2502000)；熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系數(shù)；導電性好；自潤滑性導電性好；自潤滑性3. 化學性能化學性能氧化氧化(ynghu)性（性（200 以上在空氣中氧化

38、以上在空氣中氧化(ynghu)）耐腐蝕性好（耐酸堿、耐水）耐腐蝕性好（耐酸堿、耐水）第52頁/共72頁第五十三頁，共72頁。2.4 芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料 KF是一種低密度、高強度、高模量和耐腐蝕的有機(yuj)纖維，1960年美國杜邦公司發(fā)明。芳綸纖維的種類間位芳香族聚酰胺纖維（Nomex）對位芳香族聚酰胺纖維（Kevlar）聚間苯二甲酰間苯二胺聚對苯甲酰胺聚對苯二甲酰對苯二胺第53頁/共72頁第五十四頁，共72頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的制備第第2 2章章 增強增強(

39、zngqing)(zngqing)材料材料第54頁/共72頁第五十五頁，共72頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的制備第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料1. 紡絲原液（向列相液晶）A.在某一溫度下，存在臨界濃度（在某一溫度下，存在臨界濃度（x%），），各向同性轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋愿飨蛲赞D(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋? x%增加，增加，h h下降；達到液晶最大濃度，下降；達到液晶最大濃度， x%增加，增加，h h增加（高濃度，低粘增加（高濃度，低粘度）度）B. B. 溫度越高，臨界濃度也越高溫度越高，臨界濃度也越高第55頁/共72頁第五十六頁，共7

40、2頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的制備第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料2. 干/濕法紡絲PPTA液晶噴絲紡絲管絲束洗滌干燥KF3. 熱處理K-29K-49N2，150550目的：分子鏈進一步取向，提高結(jié)晶率（96%）； 增加纖維強度、模量，降低斷裂伸長率第56頁/共72頁第五十七頁，共72頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的結(jié)構(gòu)第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料1.化學結(jié)構(gòu)化學結(jié)構(gòu)苯環(huán)：剛性鏈晶體苯環(huán)：剛性鏈晶體苯環(huán)與酰胺鍵交替排列，規(guī)律性好，對稱性好，

41、結(jié)晶性好苯環(huán)與酰胺鍵交替排列，規(guī)律性好，對稱性好，結(jié)晶性好分子間有氫鍵，形成梯形化合物分子間有氫鍵，形成梯形化合物2. 微觀結(jié)構(gòu)橢圓形片狀結(jié)構(gòu)微纖微纖層KF組成組成組成第57頁/共72頁第五十八頁，共72頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料1.力學性能力學性能彈性模量高（約為玻纖彈性模量高（約為玻纖2倍）；倍）；強度高（與強度高（與GF、CF相當）；相當）；密度最小密度最小r=1.45r=1.45；良好韌性；良好韌性；各向異性（平行軸向強度高，垂直則低）；各向異性（平行軸向強度高，垂直則低

42、）；抗壓、抗扭差；抗壓、抗扭差；抗蠕變，耐疲勞抗蠕變，耐疲勞第58頁/共72頁第五十九頁，共72頁。2.4芳綸纖維(xinwi)（KF，VF）芳綸纖維(xinwi)的性能第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料2. 熱性能熱性能良好耐溫性能（良好耐溫性能（-196500，短時間使用可達，短時間使用可達 ）；）；耐火性能好，不燃；耐火性能好，不燃；熱膨脹系數(shù)各向異性，軸向為負，垂直為正。熱膨脹系數(shù)各向異性，軸向為負，垂直為正。3. 化學性能化學性能除強酸、強堿外，除強酸、強堿外，KF耐各種有機溶劑浸蝕；耐各種有機溶劑浸蝕；耐紫外光差（苯環(huán)）；耐紫外光差（苯環(huán)）；耐水性

43、差（飽和吸濕率大，使用前應干燥，耐水性差（飽和吸濕率大，使用前應干燥，80 /24h ）第59頁/共72頁第六十頁，共72頁。2.5 其他(qt)纖維硼纖維(xinwi)（BF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材料材料 20世紀世紀50年代末，美國開發(fā)的高性能纖維，主要用于制造樹年代末，美國開發(fā)的高性能纖維，主要用于制造樹脂基和金屬基復合材料。脂基和金屬基復合材料。CF比比BF生產(chǎn)工藝簡單，成本低，性能相生產(chǎn)工藝簡單，成本低，性能相當，當，BF被被CF替代。目前，主要用于金屬基復合材料。替代。目前，主要用于金屬基復合材料。1.制造方法有機金屬法：有機金屬法：硼的有機

44、金屬化合物（三乙基硼或硼烷）進行高溫分解硼的有機金屬化合物（三乙基硼或硼烷）進行高溫分解使硼沉積在底絲上。使硼沉積在底絲上。Al絲 沉積室（600）BF成本下降，使用溫度和性能也下降第60頁/共72頁第六十一頁，共72頁。2.5 其他(qt)纖維硼纖維(xinwi)（BF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料1.制造方法鹵化法鎢芯BF：碳芯BF：鎢絲清洗室 H2/1200 沉積室 BCl3+H2/1350 涂覆室保護層BF CF33mm裂解石墨室 H2+CH4HClBHBCl622223影響沉積速率的因素：反應物速率、流量、副產(chǎn)物濃度、被涂物溫度沉積速度不能太快

45、，否則BF表面缺陷；太慢，則BF強度降低第61頁/共72頁第六十二頁，共72頁。2.5 其他(qt)纖維硼纖維(xinwi)（BF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料2. 性能彈性模量高（彈性模量高（350400GPa），直徑大（），直徑大（100m mm），），縱向壓縮強度高；縱向壓縮強度高；空氣空空氣空200以下以下1000h性能不變，性能不變，330 /1000h，s s下降下降70%；650 無強度，（全部老化）。適合于制備樹脂基復合材料；無強度，（全部老化）。適合于制備樹脂基復合材料；常溫，常溫，BF穩(wěn)定；高于穩(wěn)定；高于650 ，BF與金屬反應；與金屬反應；BF與樹脂基體粘接性比與樹脂基體粘接性比CF好（好（BF沉積形成，表面粗糙）沉積形成，表面粗糙）第62頁/共72頁第六十三頁，共72頁。2.5 其他(qt)纖維碳化硅纖維(xinwi)（SiCF）第第2 2章章 增強增強(zngqing)(zngqing)材材料料1.制造方法CVD法:鎢絲/碳絲 沉積室烷基硅烷分解SiCF（d100150mm）先驅(qū)體法:烷基硅