聚合物基復(fù)合材料

1、關(guān)于聚合物基復(fù)合材料第一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月目錄4.1 概述 4.2 聚合物基體4.3 纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料4.4 聚合物基復(fù)合材料的制備和加工4.5 聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用第二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.1 概述 聚合物基復(fù)合材料（PMC）是以有機(jī)聚合物為基體，連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料組合而成的。聚合物基體材料雖然強(qiáng)度低，但由于其粘接性能好，能把纖維牢固地粘接起來(lái)，同時(shí)還能使載荷均勻分布，并傳遞到纖維上去，并允許纖維承受壓縮和剪切載荷。而纖維的高強(qiáng)度、高模量的特性使它成為理想的承載體。纖維和基體之間的良好的結(jié)合充分展示各自的優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、、具有許多優(yōu)良特性。第三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 實(shí)用PMC通常按兩種方式分類(lèi)。一種以基體性質(zhì)不同分為熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料和熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料；另一種按增強(qiáng)劑類(lèi)型及在復(fù)合材料中分布狀態(tài)分類(lèi)。如：玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(俗稱(chēng)玻璃鋼)、短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料、芳香族聚酰胺纖維增強(qiáng)塑料、碳化硅纖維增強(qiáng)塑料、礦物纖維增強(qiáng)塑料、石墨纖維增強(qiáng)塑料、木質(zhì)纖維增強(qiáng)塑料等。這些聚合物基復(fù)合材料具有上述共同的特點(diǎn)，同時(shí)還有其本身的特殊性能。第四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚合物基發(fā)展史兩千多年前，我國(guó)就用麻絲和大漆制成了漆器。 1839年美國(guó)人Char

3、les Goodyear發(fā)明了橡膠硫化法，而硫化橡膠本身是由橡膠、填料、硫化劑等其他助劑組成的復(fù)合材料， 熱固性塑料工業(yè)的發(fā)展和復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展是相輔相成的。熱塑性塑料復(fù)合材料的發(fā)展要滯后一些。最早的應(yīng)用是在PVC的生產(chǎn)中加入了碳酸鈣，目的是降低成本。 英國(guó)的ICI公司研發(fā)的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的新生產(chǎn)技術(shù)取得巨大成功，從而帶動(dòng)熱塑性塑料復(fù)合材料的快速發(fā)展。第五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2 聚合物基體玻璃纖維增強(qiáng)型分類(lèi)復(fù)合材料增強(qiáng)纖維種類(lèi)碳纖維增強(qiáng)型芳綸纖維增強(qiáng)型基體材料性能通用型耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕型耐高溫型復(fù)合材料成型固化方式常溫常壓固化成型高溫加壓固化成型阻燃型聚合物基體

4、的結(jié)構(gòu)形式熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料第六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.1 熱固性樹(shù)脂1. 不飽和聚酯樹(shù)脂2.環(huán)氧樹(shù)脂3.酚醛樹(shù)脂第七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.1.1 不飽和聚酯聚酯包括飽和聚酯和不飽和聚酯。飽和聚酯：沒(méi)有非芳族的不飽和鍵。不飽和聚酯：含有非芳族的不飽和鍵,由不飽和二元羧酸或酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與多元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的相對(duì)分子質(zhì)量不高的線型高分子化合物。不飽和聚酯樹(shù)脂：在聚酯化縮聚反應(yīng)結(jié)束后，趁熱加入一定量的乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱(chēng)之為不飽和聚酯樹(shù)脂。第八張，PPT共一百二

5、十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、主鏈上含有脂鍵、不飽和雙鍵。2、具有線性結(jié)構(gòu)，線性不飽和聚酯。3、含有雙鍵，可在加熱、光照、高能輻射及引發(fā)劑作用 下與交聯(lián)單體進(jìn)行共聚，固化成具有三維網(wǎng)絡(luò)的體型 結(jié)構(gòu)。4、交聯(lián)前后性能變化很大。取決于酸、醇的種類(lèi)及數(shù)量。第九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不飽和聚酯的用途：不飽和聚酯樹(shù)脂作為玻璃鋼復(fù)合材料基體樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂作為涂料不飽和聚酯樹(shù)脂作為膠粘劑第十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不飽和聚酯樹(shù)脂的物理和化學(xué)性質(zhì) 物理性質(zhì) 不飽和聚酯樹(shù)脂的相對(duì)密度在1.111.20左右，固化時(shí)體積收縮率較大，固化樹(shù)脂的一些物理性質(zhì)

6、如下： (1) 耐熱性。絕大多數(shù)不飽和聚酯樹(shù)脂的熱變形溫度都 在5060，一些耐熱性好的樹(shù)脂則可達(dá)120。(2) 力學(xué)性能。不飽和聚酯樹(shù)脂具有較高的拉伸、彎曲、 壓縮等強(qiáng)度。(3) 耐化學(xué)腐蝕性能。不飽和聚酯樹(shù)脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，同時(shí)，樹(shù)脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何開(kāi)關(guān)的不同，可以有很大的差異。(4) 介電性能。不飽和聚酸樹(shù)脂的介電性能良好。第十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)性質(zhì) 不飽和聚酯是具有多功能團(tuán)的線型高分子化合物，在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基. 主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發(fā)生共

7、聚交聯(lián)反應(yīng)，使不飽和聚酯樹(shù)脂從可溶、可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不熔狀態(tài)。 主鏈上的酯鍵可以發(fā)生水解反應(yīng)，酸或堿可以加速該反應(yīng)。若與苯乙烯共聚交聯(lián)后，則可以大大地降低水解反應(yīng)的發(fā)生。 在酸性介質(zhì)中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕；在堿性介質(zhì)中，由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯耐堿性較差。第十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 聚酯鏈末端上的羧基可以和堿土金屬氧化物或氫氧化物例如MgO，CaO，Ca(OH)2等反應(yīng)，使不飽和聚酯分子鏈擴(kuò)展，最終有可能形成絡(luò)合物。分子鏈擴(kuò)展可使起始粘度為0.11.0Pas粘性液體狀樹(shù)脂，在短時(shí)間內(nèi)粘度劇增至1

8、03Pas以上，直至成為不能流動(dòng)的、不粘手的類(lèi)似凝膠狀物。樹(shù)脂處于這一狀態(tài)時(shí)并未交聯(lián)，在合適的溶劑中仍可溶解，加熱時(shí)有良好的流動(dòng)性 .第十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.1.2 環(huán)氧樹(shù)脂 分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。 分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類(lèi)型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。第十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月定義： 分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)

9、氧基團(tuán)的線型有機(jī)高分子化合物。環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu) 第十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特點(diǎn)： 相對(duì)分子質(zhì)量不高，可與多種類(lèi)型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀聚合物。 良好的粘結(jié)性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)藥品性、耐氣候性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性?xún)?yōu)異。 是復(fù)合材料的主要基體。第十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)氧樹(shù)脂的特性a、具有多樣化的形式:各種樹(shù)脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對(duì)形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。 b、固化方便:選用各種不同的固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0180溫度范圍內(nèi)固化。c、收縮率低：固

10、化反應(yīng)是通過(guò)直接加成反應(yīng)或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比，在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性（小于2%） 。d、黏附力強(qiáng)：分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵，使對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強(qiáng)度。可做環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。第十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月e、力學(xué)性能高：固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，分子結(jié)構(gòu)致密，其力學(xué)性能高于酚醛樹(shù)脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹(shù)脂。f、電絕緣性：固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料

11、，是熱固性樹(shù)脂中介電性能最好的品種之一。g、化學(xué)穩(wěn)定性好:固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性，其耐腐蝕性?xún)?yōu)于不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣，化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹(shù)脂和固化劑。適當(dāng)?shù)剡x用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。 h、尺寸穩(wěn)定性：上述的許多性能的綜合，使環(huán)氧樹(shù)脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。i、耐霉菌：固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數(shù)霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。第十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用土建材料 防腐地坪、防靜電地坪、環(huán)氧砂漿和混凝土制品、高級(jí)路面和機(jī)場(chǎng)跑道、快速修補(bǔ)

12、材料、加固地基基礎(chǔ)的灌漿材料、建筑膠粘劑及涂料等 第十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月底涂一般是用來(lái)抹平地面，修補(bǔ)基層的一些問(wèn)題，如粉化，鼓泡，同時(shí)還可以進(jìn)行一定的防水處理，中涂是施工產(chǎn)品的重要表現(xiàn)，是耐磨還是防靜電或者是其他要求，一般在中涂采用不同的材料和工藝，面涂一般是調(diào)色和保護(hù)作用。 第二十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月修復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)第二十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電子行業(yè) 高低壓電器、電機(jī)、LED、電子元器件的絕緣及封裝 第二十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.1.3 酚醛樹(shù)脂優(yōu)點(diǎn)：比環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格便宜缺點(diǎn)：吸附性

13、不好、收縮率高、成型壓力高、制品空隙含量高等。大量用于粉狀壓塑料、短纖維增強(qiáng)塑料。少量用于玻璃纖維復(fù)合材料、耐燒蝕材料等，很少使用在碳纖維和有機(jī)纖維復(fù)合材料中。第二十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月酚醛樹(shù)脂的發(fā)展歷史1872年德國(guó)化學(xué)家拜爾首先合成了酚醛樹(shù)脂。19051909年，美國(guó)科學(xué)家L.H.貝克蘭對(duì)酚醛樹(shù)脂及其成型工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹(shù)脂公司，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。是最早合成的一類(lèi)熱固性樹(shù)脂，也是最早工業(yè)化的熱固性樹(shù)脂。1911年J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹(shù)脂，并制得了性能良好的塑料制品，獲得了廣泛的應(yīng)用。 196

14、9年，由美國(guó)金剛砂公司開(kāi)發(fā)了以苯酚甲醛樹(shù)脂為原料制得的纖維，隨后由日本基諾爾公司投入生產(chǎn)。 酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)至今不衰，2006年世界總產(chǎn)量約4015kt，居熱固性樹(shù)脂的首位。中國(guó)自40年代開(kāi)始生產(chǎn)，2006年產(chǎn)量為450kt。 第二十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.1.4 呋喃樹(shù)脂糠醛或糠醇本身進(jìn)行均聚或與其它單體進(jìn)行共縮聚而得到的縮聚產(chǎn)物，習(xí)慣上稱(chēng)為呋喃樹(shù)脂。這類(lèi)樹(shù)脂的品種很多，其中以糠醛苯酚樹(shù)脂、糠醛丙酮樹(shù)脂及糠醇樹(shù)脂較為重要。樹(shù)脂具優(yōu)良的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、硬度、防水性，主要用于化工廠。阻燃性能良好，但脆性大，粘結(jié)性差。第二十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于202

15、2年6月4.2.1.5 其他熱固性樹(shù)脂1. 聚酰亞胺樹(shù)脂： 分子鏈中含有酰亞胺基團(tuán)的芳雜環(huán)聚合物，是一種半梯形環(huán)鏈結(jié)構(gòu)聚合物。通式：不同的芳基第二十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 聚酰亞胺對(duì)熱和氧化十分穩(wěn)定，并具有突出的耐輻射性和良好的電絕緣性，它可分為熱固性和熱塑性?xún)煞N。是近年來(lái)發(fā)展較快的耐高溫樹(shù)脂，250度下可長(zhǎng)期使用，無(wú)氧時(shí)可在300度下使用，零強(qiáng)度溫度達(dá)800度。適于制造航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料。第二十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月有機(jī)硅樹(shù)脂: 在有機(jī)硅聚合物中，具有實(shí)用價(jià)值和得到廣泛應(yīng)用的主要是由有機(jī)硅單體（如有機(jī)鹵硅烷）經(jīng)水解縮聚而成的主鏈結(jié)構(gòu)為硅

16、氧鍵的高分子有機(jī)硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構(gòu)成，側(cè)鏈通過(guò)硅原子與有機(jī)基團(tuán)相連的聚合物，稱(chēng)為聚有機(jī)硅氧烷。 第二十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 有機(jī)硅樹(shù)脂則是聚有機(jī)硅氧烷中一類(lèi)分子量不高的熱固性樹(shù)脂。 用這類(lèi)樹(shù)脂制造的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，在較高的溫度范圍內(nèi)（200250）長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用后，仍能保持優(yōu)良的電性能，同時(shí)，還具有良好的耐電弧性能及憎水防潮性能。第二十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月有機(jī)硅樹(shù)脂的性能如下： （1）熱穩(wěn)定性 有機(jī)硅樹(shù)脂的Si-O鍵有較高的鍵能（363kJ/mol），所以比較穩(wěn)定，耐熱性和耐高溫性能均很高。 一般說(shuō)來(lái)其熱穩(wěn)定性范圍可達(dá)20

17、0250，特殊類(lèi)型的樹(shù)脂可以更高一些。 （2）力學(xué)性能 有機(jī)硅樹(shù)脂固化后的力學(xué)性能不高，若在大分子主鏈上引進(jìn)氯代苯基，可提高力學(xué)性能。有機(jī)硅樹(shù)脂有機(jī)硅樹(shù)脂/玻璃纖維層壓板的層間粘接強(qiáng)度較差，受熱時(shí)彎曲強(qiáng)度有較大幅度的下降。若在主鏈中引入亞苯基，可提高剛性、強(qiáng)度及使用溫度。（3）電性能 有機(jī)硅樹(shù)脂具有優(yōu)良的電絕緣性能，它的擊穿強(qiáng)度、耐高壓電弧及電火花性能均較優(yōu)異。受電弧及電火花作用時(shí)，樹(shù)脂即使裂解而除去有機(jī)基團(tuán)，表面剩下的二氧化硅同樣具有良好的介電性能。 第三十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）憎水性 有機(jī)硅樹(shù)脂的吸水性很低，水珠在其表面只能滾落而不能潤(rùn)濕。因此，在潮濕的環(huán)境條

18、件下，有機(jī)硅樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料仍能保持其優(yōu)良的性能。 （5）耐腐蝕性能 有機(jī)硅樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可耐濃度（質(zhì)量）10%30%硫酸、10%鹽酸、10%15%氫氧化鈉、2%碳酸鈉及3%過(guò)氧化氫。醇類(lèi)、脂肪烴和潤(rùn)滑油對(duì)它的影響較小，但耐濃硫酸及某些溶劑（如四氯化碳、丙酮和甲苯）的能力較差。 第三十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三聚氰胺甲醛樹(shù)脂： 三聚氰胺和甲醛縮聚而成，氨基塑料，大量用于制造模塑混合料、層壓板材、黏合劑及其他材料，價(jià)格較昂貴。 用玻璃纖維增強(qiáng)的三聚氰胺甲醛層壓板具有高的力學(xué)性能、優(yōu)良的耐熱性和電絕緣性及自熄性。第三十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于20

19、22年6月脲醛樹(shù)脂： 由甲醛和尿素合成，是最重要的氨基樹(shù)脂（塑料），與酚醛樹(shù)脂相比，價(jià)格便宜，色澤淺，氣味小，具有較好的抗電弧性，但耐熱性差，吸水量高。脲醛模塑混合料主要用來(lái)制作電器配件、瓶蓋，泡沫塑料用于隔熱材料等。第三十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2 熱塑性樹(shù)脂 樹(shù)脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈之間無(wú)化學(xué)鍵,加熱熔融、冷卻后硬化，此過(guò)程可逆的，可反復(fù)加工成型，占塑料的70%以上。熱塑性樹(shù)脂（塑料）通用塑料工程塑料特種工程塑料第三十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月熱塑性樹(shù)脂的基本性能1、力學(xué)性能 決定合成樹(shù)脂力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)因素有以下五個(gè)：大

20、分子鏈的主價(jià)力；分子間的作用力；大分子鏈的柔韌性；分子量；大分子鏈的交聯(lián)密度。 熱塑性樹(shù)脂與熱固性樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)上的顯著差別在于前者的大分子鏈為線型結(jié)構(gòu)，而后者的大分子鏈為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 由于這一結(jié)構(gòu)上的差別，使熱塑性樹(shù)脂與熱固性樹(shù)脂相比在力學(xué)性能上有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：具有明顯的力學(xué)松弛現(xiàn)象；在外力作用下，形變的能力較大，即當(dāng)應(yīng)變速度不大時(shí)，可具有相當(dāng)大的斷裂延伸率；抗沖擊性能好。 第三十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、電學(xué)性能 熱塑性樹(shù)脂的電性能按其大分子的極性不同可分成以下幾類(lèi)： （1）非極性： 這類(lèi)樹(shù)脂如聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等。非極性樹(shù)脂具有優(yōu)異的絕緣性能，對(duì)腐蝕

21、性介質(zhì)穩(wěn)定，可作為高頻率的電解質(zhì)。 （2）弱極性： 這類(lèi)樹(shù)脂如聚苯乙烯、聚異丁烯等。弱極性與極性的樹(shù)脂可用于中頻率的電工技術(shù)。 （3）極性： 這類(lèi)樹(shù)脂如聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等。 （4）強(qiáng)極性： 這類(lèi)樹(shù)脂如聚酯。 強(qiáng)極性樹(shù)脂只能作為低頻率的介電體。第三十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月熱塑性樹(shù)脂的應(yīng)用第三十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2.1 聚烯烴 聚烯烴樹(shù)脂是一類(lèi)發(fā)展最快、品種最多、產(chǎn)量最大的熱塑性樹(shù)脂，主要品種有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。第三十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2.2 聚

22、酰胺 聚酰胺商品名又稱(chēng)尼龍（Nylon）或錦綸。聚酰胺是主鏈上含有許多重復(fù)酰胺基團(tuán)的一大類(lèi)線型聚合物，品種很多。通常由-氨基酸或內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合而得，或由二元酸和二元胺經(jīng)縮聚反應(yīng)而得。 縮聚聚合開(kāi)環(huán)聚合第三十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 聚酰胺分子鏈中的酰胺基團(tuán)可以相互作用形成氫鍵，使聚合物有較高的結(jié)晶度和熔點(diǎn)。各種聚酰胺的熔點(diǎn)隨高分子主鏈上酰胺基團(tuán)的濃度和間距而變化，熔點(diǎn)相差較大，約在140280之間。 聚酰胺的熔點(diǎn)雖較高，但其熱變形溫度都較低，長(zhǎng)期使用溫度低于80。第四十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由于存在牢固的氫鍵，具有良好的力學(xué)性能，比抗張強(qiáng)度高于金

23、屬，比抗壓強(qiáng)度與金屬相近，可作為替代金屬的材料。因聚酰胺分子中含有的酰胺基團(tuán)極性大，故吸水率較高，電絕緣性能較差。抗張和抗壓強(qiáng)度隨吸濕量增加而降低，伸長(zhǎng)率增加。尼龍?jiān)诟蓱B(tài)下的抗沖擊強(qiáng)度較低，隨含水量增加沖擊性能提高。聚酰胺樹(shù)脂用玻璃纖維增強(qiáng)后其熱形溫度會(huì)明顯提高，線膨脹系數(shù)也會(huì)降低很多。GF增強(qiáng)抗張強(qiáng)度可提高2-3倍。第四十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5. 當(dāng)采用玻璃纖維增強(qiáng)后，雖不能保證明顯降低吸濕性，但可以明顯改善使用性能。6. 彈性模量的增加和蠕變性能的改善，能大大提高聚酰胺吸濕時(shí)的尺寸穩(wěn)定性。聚酰胺對(duì)大多數(shù)化學(xué)試劑具有良好的穩(wěn)定性，耐油性較好（如植物油、動(dòng)物油及礦物

24、油），對(duì)堿的穩(wěn)定性亦較好，但不耐極性溶劑，如苯酚、甲酚等。第四十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月尼龍的應(yīng)用PA消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖第四十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2.3 聚碳酸酯聚碳酸酯是在分子鏈中含有碳酸酯的一類(lèi)高分子總稱(chēng)。-(-O-R-O-CO-)n-根據(jù)R不同，可以是脂肪族、脂環(huán)族、芳香族、或脂肪族芳香族的聚碳酸酯但從物理性能和加工性來(lái)考慮，只有雙酚A型的芳香族聚碳酸酯（PC）獲得工業(yè)化和實(shí)際應(yīng)用PC主鏈由柔軟的碳酸酯鏈與剛性的苯環(huán)相連接而成為無(wú)定形熱塑性樹(shù)脂，透明，透光率87-91第四十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主要性能：相對(duì)密

25、度為1.20，熔點(diǎn)為220230，可溶于二氯甲烷、間甲酚、環(huán)己酮和二甲基酰胺等，在乙酸乙酯、四氫呋喃和苯中溶脹。力學(xué)性能十分優(yōu)良，尤其是極好的抗沖擊性能，抗沖擊強(qiáng)度是熱塑性塑料中最好的一種，注射模塑材料的沖擊韌性大于20kJ/，斷裂伸長(zhǎng)率為60%，彎曲彈性模量2.22.5GPa。熱變形溫度達(dá)到130140，加GF后HDT可達(dá)150-160，具有良好的耐寒性，脆化溫度為-100，使用溫度范圍-100-135 。第四十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月它的吸水率很低，在較廣的溫度范圍和潮濕條件下，仍具有較好的介電性能。具有良好的電性能以及耐寒、耐熱、自熄等特點(diǎn)，是性能最優(yōu)異的熱塑性塑

26、料之一。 制品容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，耐溶劑、耐堿性能差，高溫易水解，摩擦因素大，無(wú)自潤(rùn)滑性，耐磨性和耐疲勞性都較低。PC作為基體樹(shù)脂可以和各種纖維、填料復(fù)合成各種功能、增強(qiáng)復(fù)合材料，如導(dǎo)電、增強(qiáng)、高抗沖、半透明復(fù)合材料等。 第四十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚碳酸酯的應(yīng)用PC消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖第四十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2.4 聚甲醛分為甲醛的均聚物和與少量其他單體共聚的共聚甲醛兩種。主要為共聚聚甲醛，因?yàn)楹铣晒に嚭?jiǎn)單，易于成型加工。是一種沒(méi)有側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。熔融溫度為180 左右，脆化溫度為-40，可在- 40

27、 -100下長(zhǎng)期使用。第四十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚甲醛的力學(xué)性能相當(dāng)好，它具有較高的強(qiáng)度的彈性模量，摩擦系數(shù)小，耐磨性能好。聚甲醛還具有高度抗蠕變和應(yīng)力松弛的能力。 聚甲醛尺寸穩(wěn)定性好，吸水率很小，所以吸水率對(duì)其力學(xué)性能的影響可以不予考慮。聚甲醛有較好的介電性能，在很寬的頻率和溫度范圍內(nèi)，它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值變化很小。聚甲醛的耐熱性較差，在成型溫度下易降解放出甲醛，一般在造粒時(shí)加入穩(wěn)定劑。若不受力，聚甲醛可在140下短期使用，其長(zhǎng)期使用溫度為85。 聚甲醛耐氣候性較差，經(jīng)大氣老化后，一般性能均有所下降。但它的化學(xué)穩(wěn)定性非常優(yōu)越，特別是對(duì)有機(jī)溶劑，其尺寸變化

28、和力學(xué)性能的降低都很少。受強(qiáng)酸侵蝕，耐候性差，粘結(jié)性差，熱分解與軟化溫度接近，故熔融加工困難。第四十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚甲醛的應(yīng)用POM消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖第五十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2.2.5 氟樹(shù)脂 氟樹(shù)脂是一類(lèi)由乙烯分子中氫原子被氟原子取代的后的衍生物合成的聚合物。 氟樹(shù)脂的分子鏈結(jié)構(gòu)中由于有C-F鍵，碳鏈外又有氟原子形成的空間屏蔽效應(yīng)，故其具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、介電性、耐老化性和自潤(rùn)滑性等。主要的品種有聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氟乙烯（PVF），其中聚四氟乙烯占90%以上等。 第

29、五十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚四氟乙烯能在-250260長(zhǎng)期連續(xù)使用，它不溶解或溶脹于任何已知的溶劑，即使在高溫下，王水對(duì)它也不起作用，俗稱(chēng)塑料王。它還具有極低的靜摩擦系數(shù)以及優(yōu)異的潤(rùn)滑性、阻燃性和耐大氣老化性能等，聚四氟乙烯是塑料中摩擦因數(shù)最小者。但不容易成型加工，需用類(lèi)似于粉末冶金法冷壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工。 聚三氟氯乙烯長(zhǎng)期使用的溫度范圍低于聚四氟乙烯，為-200200，但具有較高的硬度、較低的滲透性和良好的耐蠕變性，并且更容易成型加工。 第五十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚偏氟乙烯長(zhǎng)期使用溫度范圍為-40150，其拉伸強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度都比聚四

30、氟乙烯高得多，是氟樹(shù)脂中韌性最好的一種，并且可用于一般熱塑性塑料的加工方法進(jìn)行加工成型。 聚氟乙烯最高使用溫度為120，具有氟樹(shù)脂中最高的拉伸強(qiáng)度和最低的氣體透過(guò)系數(shù)，和極優(yōu)異的耐氣候性，在大氣中使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年，是一種極優(yōu)的耐老化材料。表面敷貼有聚氟乙烯薄膜的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可大大提高室外使用壽命。 第五十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月氟樹(shù)脂的應(yīng)用第五十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料 纖維增強(qiáng)材料 在現(xiàn)代復(fù)合材料的發(fā)展歷史中，纖維增強(qiáng)材料是最大的功臣，也可以說(shuō)是現(xiàn)代復(fù)合材料的支柱。最早使用的復(fù)合材料就是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，至

31、今在高技術(shù)新材料領(lǐng)域纖維增強(qiáng)復(fù)合材料仍然在發(fā)揮重要的作用。為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能，纖維增強(qiáng)材料的研究與開(kāi)發(fā)顯得特別活躍，先后開(kāi)發(fā)出幾十種纖維增強(qiáng)材料。主要有玻璃纖維、芳綸纖維（kevlar纖維）、尼龍纖維、聚乙烯纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維以及金屬纖維（如鎢、鉬、不銹鋼絲等）。其中在各類(lèi)復(fù)合材料中得到大量使用的是玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維等。 第五十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1 玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料玻璃纖維是由含有各種金屬氧化物的硅酸鹽類(lèi)，經(jīng)熔融后以極快的速度抽絲而成。性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，應(yīng)用廣泛。質(zhì)地柔軟，可紡織

32、成各種玻璃布、玻璃帶等織物。第五十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月性能特點(diǎn)：玻璃纖維的密度在2.4-2.8 g/cm3之間，抗拉強(qiáng)度在3-4.6GPa之間（為高強(qiáng)度鋼的2-3倍），彈性模量在70-110GPa（與鋁和鈦合金模量相當(dāng)），但比強(qiáng)度為12.5-18.4106cm（為高強(qiáng)度鋼的6-10倍），比模量為2.84.0107cm（略高于高強(qiáng)度鋼） 不燃、耐高溫、電絕緣、熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好?？捎脕?lái)制作絕緣材料，纖維內(nèi)窺鏡、光導(dǎo)纖維，還可以做復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。第五十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料是指玻璃纖維做為增強(qiáng)材料，熱塑性塑料

33、(包括聚酰胺、聚丙烯、低壓聚乙烯、ABS樹(shù)脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚等工程塑料)為基體的纖維增強(qiáng)塑料。 玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料除了具有纖維增強(qiáng)塑料的共同特點(diǎn)外，它與玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料相比較，特點(diǎn)是具有更輕的比重，在1.11.6之間，為鋼材的1516；比強(qiáng)度高，蠕變性大大改善。 第五十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.1 玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯(代號(hào)FRPP)，特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度大大提高，當(dāng)短切玻璃纖維增加到3040時(shí)，其強(qiáng)度達(dá)到頂峰，抗拉強(qiáng)度達(dá)到100MPa，大大高于工程塑料，尤其是低溫脆性得到了大大改善，隨玻璃纖維含量提高，低溫時(shí)的抗沖擊強(qiáng)度也有所提

34、高。吸水率很小，是聚甲醛和聚碳酸酯的十分之一。在耐沸水和水蒸氣方面更加突出，含有20短切纖維的FRPP，在水中煮1500小時(shí)，其抗拉強(qiáng)度比初始強(qiáng)度降低10，如在23水里浸泡時(shí)強(qiáng)度不變。在高溫、高濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中會(huì)使機(jī)械強(qiáng)度下降。在有機(jī)化合物的浸泡下會(huì)降低機(jī)械強(qiáng)度，并有增重現(xiàn)象。 第五十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.2 玻璃纖維聚酰胺聚酰胺是一種熱塑性工程塑料，本身的強(qiáng)度就比一般通用塑料的強(qiáng)度高，耐磨性好，但因吸水率太大，影響了尺寸穩(wěn)定性，耐熱性也較低。用玻璃纖維增強(qiáng)的聚酰氨，這些性能就會(huì)大大改善。玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺(代號(hào)FRPA)的品種很多。有玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6

35、(FRPA6)、玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66(FRPA66)、玻璃纖維增強(qiáng)尼龍1010(FRPA1010)等。玻璃纖維的含量達(dá)到3035時(shí)，其增強(qiáng)效果最為理想，抗拉強(qiáng)度可提高23倍，抗壓強(qiáng)度提高1.5倍，最突出的是耐熱性提高幅度最大。 第六十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在聚酰胺中加入玻璃纖維后，唯一的缺點(diǎn)是使本來(lái)耐磨性好的性能變差了。因?yàn)榫埘０返闹破繁砻婀饣?，光潔度越好越耐磨。而加入玻璃纖維以后，如果將制品經(jīng)過(guò)二次加工或者被磨損時(shí)，玻璃纖維就會(huì)暴露于表面上，這時(shí)材料的磨擦系數(shù)和磨耗量就會(huì)增大。因此，如果用它來(lái)制造耐磨性要求高的制品時(shí)，一定要加入潤(rùn)滑劑。 第六十一張，PPT共一百二十九

36、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.3 玻璃纖維增強(qiáng)聚苯乙烯類(lèi)塑料聚苯乙烯類(lèi)樹(shù)脂目前已成為系列產(chǎn)品，多為橡膠改性樹(shù)脂，例如：丁二烯苯乙烯共聚物(BS)、丙烯腈苯乙烯共聚物(AB)、丙烯腈一丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)等。這些共聚物大大改善了純聚苯乙烯的性能，使原來(lái)只是一種通用塑料的聚苯乙烯改性成為工程塑料。耐沖擊性和耐熱性提高了。這些聚合物再用長(zhǎng)玻璃纖維或短切玻璃纖維增強(qiáng)后，其機(jī)械強(qiáng)度及耐高、低溫性、尺寸穩(wěn)定性均大有提高。也要加入偶聯(lián)劑，不然聚苯乙烯類(lèi)塑料與玻璃纖維粘結(jié)不牢。影響強(qiáng)度。 第六十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.4 玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸

37、酯聚(代號(hào)PC)碳酸酯是一種透明度較高的工程塑料，它的剛韌相兼的特性是其他塑料無(wú)法相比的，唯一不足之處是易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂、耐疲勞性差。加入玻璃纖維以后，P比P的耐疲勞強(qiáng)度提高23倍，耐應(yīng)力開(kāi)裂性能可提高68倍，耐熱性比P提高1020 ，線膨脹系數(shù)縮小為1.62.410 ，因而可制成耐熱的機(jī)械零件。 第六十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.5 玻璃纖維增強(qiáng)聚酯聚酯作為基體材料主要有兩種，一種是聚苯二甲酸乙二酯(代號(hào)PET)，另一種為聚苯二甲酸丁二酯(代號(hào)PBT)。未增強(qiáng)的純聚酯結(jié)晶性高，成型時(shí)收縮率大，尺寸穩(wěn)定性差、耐溫性差。質(zhì)脆。用玻璃纖維增強(qiáng)后，機(jī)械強(qiáng)度比其他玻璃纖維

38、增強(qiáng)熱塑性塑料均高，抗拉強(qiáng)度135-145MPa，抗彎強(qiáng)度209250MPa，耐疲勞強(qiáng)度達(dá)52MPa。耐熱性提高最大，PET的熱變形溫度為85 ，PRPFT為240 ，仍能保持機(jī)械強(qiáng)度，是玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料中耐熱溫度最高的一種。耐低溫度性能好，超過(guò)了FRPA6，在溫度高低交替變化時(shí)，機(jī)械性能變化不大；電絕緣性好，可制造耐高溫電器零件；高溫下耐老化性好，勝過(guò)玻璃鋼，尤其是耐光老化性能好，所以使用壽命長(zhǎng)。不足之處是在高溫下易水解，使機(jī)械強(qiáng)度下降。不適于在高溫水蒸氣下使用。 第六十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.6 玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛(代號(hào)PO) 聚

39、甲醛是一種性能較好的工程塑料，加入玻璃纖維后，不但起到增強(qiáng)的作用，而且耐疲勞性和耐蠕變性有很大提高。含有25玻璃纖維的P的抗拉強(qiáng)度為純PM的兩倍、彈性模量為純PM的三倍，耐疲勞強(qiáng)度為純PM的兩倍，高溫下仍具有良好的耐蠕變性，同時(shí)耐老化性也很好。但不耐紫外線照射，因此在塑料中要加入紫外線吸收劑。不足之處是加入玻璃纖維后其摩接系數(shù)和磨耗量大大提高了，即耐磨性降低了。為了改善其耐磨牡，可用聚四氟乙烯粉末做為填料加入聚甲醛中，或加入碳纖維來(lái)改性。 第六十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.2 破璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料破璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(代號(hào)GFRP)，玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料是指玻

40、璃纖維(包括長(zhǎng)纖維、布、帶、氈等)做為增強(qiáng)材料，熱固性塑料(包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等)做為基體的纖維增強(qiáng)塑料。俗稱(chēng)玻璃鋼。根據(jù)基體種類(lèi)不同，可將GFRP分成三類(lèi)，即玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂、玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂。GFRP的突出特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度高。比金屬鋁輕而比強(qiáng)度比高級(jí)合金鋼還高?！安Ａт摗边@個(gè)名稱(chēng)便由此而來(lái)。第六十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月還具有良好的耐腐蝕性，在酸、堿、有機(jī)溶劑、海水中均很穩(wěn)定，良好的電絕緣材料，電阻率和擊穿電壓強(qiáng)度達(dá)到了電絕緣材料的標(biāo)準(zhǔn)，可做為耐高壓的電器零件。不反射無(wú)線電波，微波透過(guò)性好，可制造掃雷艇和雷達(dá)罩。

41、具有保溫、隔熱、隔音、減振等性能。缺點(diǎn)是剛性差。會(huì)因日光照射空氣中的氧化作用、有機(jī)溶劑的作用產(chǎn)生老化現(xiàn)象，比塑料要緩慢。玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧、酚醛、聚酯樹(shù)脂除具有上述共同的性能特點(diǎn)而外，各自有其特殊的性能。 第六十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂是GFRP中綜合性能最好的一種。因環(huán)氧樹(shù)脂的粘結(jié)能力最強(qiáng)，與玻璃纖維復(fù)合時(shí)，界面剪切強(qiáng)度最高。機(jī)械強(qiáng)度高于其他GFRP。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)無(wú)小分子放出，故尺寸穩(wěn)定性最好，收縮率只有12，環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，易產(chǎn)生氣泡，但因添加劑少，很少發(fā)生鼓泡現(xiàn)象。唯一不足的是環(huán)氧樹(shù)脂粘度大，加工不太方便，成型

42、時(shí)需要加熱，室溫下成型會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)不完全。不能制造大型制件。 第六十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂是各種GFRP中耐熱性最好的一種，可在200下長(zhǎng)期使用，在1000 以上的高溫下，也可短期使用。是耐燒蝕材料，可做宇宙飛船的外殼。耐電弧性，可用于制做絕緣材料。價(jià)格便宜，原料來(lái)源豐富。不足處是性能較脆，機(jī)械強(qiáng)度不如環(huán)氧樹(shù)脂。固化時(shí)有小分子副產(chǎn)物放出，故尺寸不穩(wěn)定，收縮率大。對(duì)人體皮膚有刺激，會(huì)使手和臉腫脹。第六十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂突出特點(diǎn)是加工性好，加入引發(fā)劑和

43、促進(jìn)劑后，可在室溫下固化成型，由于樹(shù)脂中的交聯(lián)劑也起稀釋劑的作用，所以樹(shù)脂的粘度大大降低了，可采用各種成型方法進(jìn)行加工成型，可制作大型構(gòu)件，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。它的透光性好，透光率可達(dá)6080，可制作采光瓦。價(jià)格便宜。不足之處是固化時(shí)收縮率大，可達(dá)48，耐酸、堿性差，不宜制作耐酸堿的設(shè)備及管件。 第七十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3 高強(qiáng)度、高模量纖維增強(qiáng)塑料高強(qiáng)度、高模量纖維增強(qiáng)塑料主要是指以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，以各種高強(qiáng)度、高模量的纖維(包括碳纖維、硼纖維、芳香族聚酰胺纖維、各種晶須等)做為增強(qiáng)材料的高強(qiáng)度、高模量纖維增強(qiáng)塑料。該種材料由于受增強(qiáng)纖維高強(qiáng)度、高模量這一性

44、能的影響致使其具有共同的特點(diǎn)：（1）比重輕、強(qiáng)度高、模量高和低的熱膨脹系數(shù)。是目前力學(xué)性能最好的高分子復(fù)合材料。(2)加工工藝簡(jiǎn)單。該種增強(qiáng)塑料可采用的各種成型方法，如模壓法、纏繞法、手糊法等。（3）價(jià)格昂貴。該種材料唯一的缺點(diǎn)是價(jià)格比較貴。 第七十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.1 碳纖維增強(qiáng)塑料 碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧塑料是一種強(qiáng)度、剛度、耐熱性均好的復(fù)合材料，這方面的性能是其他材料無(wú)法相提并論的。比重小、剛度大、抗沖擊強(qiáng)度特別突出，耐疲勞強(qiáng)度很大摩擦系數(shù)很小，這方面性能均超過(guò)了鋼材。耐熱性特別好，可在12000 高溫下經(jīng)受10秒鐘，保持不變。不足之處一是碳纖維與塑料的

45、粘結(jié)性差，且各向異性，這方面不如金屬材料。目前已有解決辦法，使碳纖維氧化和晶須化來(lái)提高其粘結(jié)性。用碳纖維編織法來(lái)解決各向異性的問(wèn)題。另一個(gè)不足之處是價(jià)格昂貴，因而雖然有上述一些優(yōu)良性能，但還只是應(yīng)用于宇航工業(yè)，其他領(lǐng)域應(yīng)用較少。第七十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.2 芳香族聚酰胺纖維增強(qiáng)塑料 基體材料主要是環(huán)氧樹(shù)脂，其次是熱塑性塑料的聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等。芳香族聚酰胺纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的抗拉強(qiáng)度大于GFRP，而與碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂相似。最突出的特點(diǎn)是有壓延性，與金屬相似，而與其他有機(jī)纖維則大大不同。第七十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3

46、.3 硼纖維增強(qiáng)塑料 硼纖維增強(qiáng)塑料是指硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂。該種材料突出的優(yōu)點(diǎn)是剛度外，它的強(qiáng)度和彈性模量均高于碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂。是高強(qiáng)度高模量纖維增強(qiáng)塑料中性能最好的一種。 第七十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.4 碳化硅纖維增強(qiáng)塑料 主要是指碳化硅纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂。碳化硅纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合時(shí)不需要表面處理，粘結(jié)力就很強(qiáng)，材料層間剪切強(qiáng)度可達(dá)1.2MPa。它的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度為碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的兩倍，如果與碳纖維混合疊層進(jìn)行復(fù)合時(shí)，會(huì)彌補(bǔ)碳纖維的缺點(diǎn)。第七十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.4 其他纖維增強(qiáng)塑料其他纖維增強(qiáng)塑料是指以石

47、棉纖維、礦錦纖綸、棉纖維、麻纖維、木質(zhì)纖維、合成纖維等為增強(qiáng)材料，以各種熱塑性和熱固性塑料為基體的復(fù)合材料。這方面的復(fù)合材料發(fā)展得比較早應(yīng)用也比較廣。其中熱固性酚醛塑料與紙、布、棉、木片等纖維的復(fù)合材科，在電器工業(yè)方面做為絕緣材制使用。在機(jī)械工業(yè)中制成各種機(jī)械零件。第七十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 聚合物基復(fù)合材料的制備和加工生產(chǎn)準(zhǔn)備濕法預(yù)成型（毛坯）固化脫模整修預(yù)浸料干法要求纖維均勻地按設(shè)計(jì)要求分布在制品各個(gè)部分；樹(shù)脂適量、均勻地分布在制品各個(gè)部位，并適當(dāng)固化；盡量減少氣泡，降低空隙率，提高制品的致密性；掌握所用樹(shù)脂的工藝性能，制定合理的工藝規(guī)范。過(guò)程一、主要工藝

48、過(guò)程第七十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚合物基復(fù)合材料的制備大致可以分為4個(gè)步驟第七十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合材料的性能在纖維與樹(shù)脂體系確定后，主要決定適于成型固化工藝。所謂成型固化工藝包括兩方面的內(nèi)容，一是成型，這就是將預(yù)浸料根據(jù)產(chǎn)品的要求，鋪置成一定的形狀，一般就是產(chǎn)品的形狀。二是進(jìn)行固化，這就是使已鋪置成一定形狀的疊層預(yù)浸料，在溫度、時(shí)間和壓力等因素影響下使形狀固定下來(lái)，并能達(dá)到預(yù)計(jì)的性能要求。 第七十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚合物基復(fù)合材料的工藝特點(diǎn) （1） 材料的形成與制品的成型是同時(shí)完成的 該特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)大型制品

49、一次整體成型，簡(jiǎn)化制品結(jié)構(gòu)，并且減少組分零件和聯(lián)接零件的數(shù)量，因而減輕制片質(zhì)量，降低工藝消耗和提高結(jié)構(gòu)件使用性能 （2） 復(fù)合材料的成型比較方便 復(fù)合材料基體及增強(qiáng)材料的特點(diǎn)，可使得一些復(fù)合材料用廉價(jià)簡(jiǎn)易設(shè)備和模具，不用加熱和加工工藝的方法，由原材料直接成型出大尺寸的制品。 一種復(fù)合材料可以采用多種方法成型，選擇成型方法可根據(jù)制品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、用途、生產(chǎn)量、成本以及生產(chǎn)條件的綜合資料考慮，選擇最經(jīng)濟(jì)和最簡(jiǎn)便的成型工藝第八十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合材料制件的設(shè)計(jì)過(guò)程根據(jù)制品的要求選材（F、M)根據(jù)單向性能鋪層設(shè)計(jì)根據(jù)材料的工藝性選擇成型方法工裝模具設(shè)計(jì)成型工藝實(shí)驗(yàn)第八十一

50、張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月生產(chǎn)中采用的成型方法有：(1)手糊成型濕法鋪層成型。(2)真空袋壓法成型。(3)壓力袋成型。(4)樹(shù)脂注射和樹(shù)脂傳遞成型。(5)噴射成型。(6)真空輔助樹(shù)脂注射成型。(7)夾層結(jié)構(gòu)成型。(8)模壓成型。(9)注射成型。(10)擠出成型。(11)纖維纏繞成型。(12)拉擠成型。(13)連續(xù)板材成型。(14)層壓或卷制成型。(15)熱塑性片狀模塑料熱沖壓成型。(16)離心澆鑄成型。上述(9)(10)，(15)為熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝，分別適用于短纖維增強(qiáng)和連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料兩類(lèi)。 第八

51、十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 預(yù)浸料及其制造方法 預(yù)浸料通常是指定向排列的連續(xù)纖維(單向、織物)等浸漬樹(shù)脂后所形成的厚度均勻的薄片狀半成品。（1）熱固性預(yù)浸料制造 根據(jù)浸漬設(shè)備或制造方式不同，熱固性FRP預(yù)浸料的制造分輪鼓纏繞法和陣列排鋪法；按浸漬樹(shù)脂狀態(tài)分濕法(溶液預(yù)浸法)和干法(熱熔預(yù)浸法)。第八十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）熱塑性預(yù)浸料制備： 連續(xù)纖維被切成一定長(zhǎng)度的短纖維，散落在連續(xù)輸送的涂有含填料的糊狀樹(shù)脂的塑料薄膜上，將含有纖維、填料和樹(shù)脂混合物的塑料薄膜卷繞起來(lái)就成為片狀模塑料（SMC）。第八十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于

52、2022年6月2. 手糊成型工藝 手糊工藝：是聚合物基復(fù)合材料制造中最早采用和最簡(jiǎn)單的方法。采用手工方法將纖維增強(qiáng)材料和樹(shù)脂膠液在模具上鋪敷成型、室溫（或加熱）、無(wú)壓（或低壓）條件下固化，脫模成制品的工藝方法。 工藝過(guò)程：先在磨具上涂刷一層脫膜劑，然后加入含有固化劑的樹(shù)脂混合物，再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物，用刷子、壓輥或刮刀壓擠織物，使其均勻浸膠并排除氣泡，再涂刷樹(shù)脂混合物和鋪貼第二層纖維織物，反復(fù)上述過(guò)程直至達(dá)到所需厚度為止。然后再固化、脫膜、修邊，得到復(fù)合材料制品。 第八十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1) 脫模劑、膠衣和纖維布2) 倒樹(shù)脂并趕勻。3) 重復(fù)纖

53、維布和樹(shù)脂過(guò)程。4) 固化手糊成型工藝示意圖第八十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月手糊成型示意圖第八十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制，適宜尺寸大，批量 小，形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，設(shè)備折舊費(fèi)低。工藝簡(jiǎn)單。容易滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。制品樹(shù)脂含量較高，耐腐蝕性好。缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差。產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。第九十張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、原材料選擇1. 增強(qiáng)材料無(wú)捻粗紗布（方格布）：0.10.8m

54、m變形性好，易被樹(shù)脂浸透，易排除氣泡，增厚效率高。加捻布（平紋布、斜紋布、緞紋布、單向布）0.050.6mm表面平整、氣密性好；價(jià)格貴、不易浸透樹(shù)脂、增厚效果差玻璃布帶；短切纖維；表面氈；短切氈 樹(shù)脂浸透性好，氣泡容易排除，變形性好，施工方便，制品含膠量高6080%，防滲效果好。第九十一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 樹(shù)脂1）要求粘度適宜，0.20.8Pa.S，對(duì)玻纖有良好浸潤(rùn)性；在室溫下凝膠、固化，并且無(wú)低分子物產(chǎn)生；無(wú)毒或低毒；價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛。2）常用樹(shù)脂：不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂3）輔助材料稀釋劑填料（降低成本，提高性能）觸變劑（適用垂直面施工，活性SiO2）顏料（一

55、般選用無(wú)機(jī)顏料，有機(jī)顏料影響固化）第九十二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 原材料準(zhǔn)備三、手糊工藝過(guò)程1）膠液配制膠液工藝性：膠液粘度、凝膠時(shí)間手糊工藝進(jìn)行前，必須進(jìn)行膠液凝膠時(shí)間試驗(yàn)。要使凝膠時(shí)間大于或等于所配膠液施工時(shí)間，否則手糊不能順利進(jìn)行。不飽和樹(shù)脂配方（質(zhì)量份）樹(shù)脂：100份；過(guò)氧化甲乙酮：2份（引發(fā)劑）；萘酸鈷苯乙烯溶液：14份（促進(jìn)劑，加入量與環(huán)境溫度有關(guān)）第九十三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）增強(qiáng)材料準(zhǔn)備玻纖布裁剪：圓環(huán)形制品玻布沿徑向45剪裁第九十四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）增強(qiáng)材料準(zhǔn)備玻纖布裁剪：圓錐形制品玻布裁

56、成扇形第九十五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月玻纖布裁剪圓環(huán)形制品圓錐形制品玻布沿徑向45剪裁玻布裁成扇形布的拼接對(duì)接（表面質(zhì)量要求高的產(chǎn)品）搭接3）膠衣糊準(zhǔn)備可選用專(zhuān)用膠衣糊制作表面層，提高表面層質(zhì)量（外觀、性能）第九十六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 糊制1）表面層（膠衣層、富樹(shù)脂層）厚度：0.250.5mm，或300500g/m2涂刷（二遍，互相垂直）：噴涂表面氈（材料）第九十七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）增強(qiáng)層材料：玻璃布或短切氈拼接對(duì)接（注意對(duì)接縫錯(cuò)開(kāi)）搭接二次固化拼接（d7mm,固化發(fā)熱量太大，制品易變形或分層）特殊處理彎角或

57、凹凸處：玻布剪開(kāi)，壓平 直角：先填觸變樹(shù)脂，然后糊制凸字：先用樹(shù)脂澆注，然后糊制第九十八張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 固化（凝膠-定型-熟化）固化方式常溫固化：溫度15 （2530）；濕度80% （1530，824h）加熱固化：烘箱、固化爐、模具加熱、紅外線加熱 （6080，12h）固化度丙酮萃取法硬度法（巴氏硬度） 15第九十九張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4. 脫模：氣脫、頂脫、水脫5. 后處理修整：除去毛邊、飛刺、修補(bǔ)表面及內(nèi)部缺陷，鉆孔裝配：機(jī)械連接、膠接表面涂飾第一百?gòu)?，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 膠衣起皺、龜裂、變色四、手糊

58、制品缺陷及原因原因：起皺膠衣層太?。还袒瘎┎蛔?；氣溫太低；膠衣層厚度不均；膠衣層固化不足龜裂膠衣層太厚；固化時(shí)熱量過(guò)大；固化劑用量過(guò)多；變色固化劑用量過(guò)多；膠衣流掛；顏色分離；膠衣層厚度不均第一百零一張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 制品收縮原因：拐角處圓弧半徑過(guò)??；脫模劑用量太多；制品局部厚度過(guò)大；膠衣層厚度不均，后固化加熱不均第一百零二張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 制品翹曲和變形原因：固化劑用量過(guò)大制品太??；制品厚度不均勻或不對(duì)稱(chēng)；樹(shù)脂集聚；脫模太早，樹(shù)脂固化度不夠；后處理過(guò)早或溫度不均第一百零三張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月符合制品

59、尺寸、精度、外觀要求足夠的剛度、強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性較小的熱容量，有效利用熱能；與制品熱膨脹系數(shù)匹配質(zhì)量輕，便于搬運(yùn)，維護(hù)方便一、模具基本要求模具與輔助材料第一百零四張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月木材；石膏；水泥；石蠟；泡沫塑料（不脫模內(nèi)芯）；可溶性鹽（AlPO4（6070%）+NaCO3 （3040%） + NaBO2 （58%） ），80溶于水；低熔點(diǎn)金屬58%Bi+42%Sn，熔點(diǎn)135 ；玻璃鋼金屬：鋼材、鑄鋁，不能用銅（銅鹽可妨礙樹(shù)脂固化）二、模具材料第一百零五張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單模三、模具結(jié)構(gòu)形式陰模（制品外表面光潔）陽(yáng)模（制品內(nèi)表面光潔）對(duì)合

60、模制品雙面光潔拼裝模（組合模）大型模具，由小塊模具拼裝而成a.陰模示意圖b.陽(yáng)模示意圖c.對(duì)模示意圖第一百零六張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 脫模劑四、輔助材料油脂類(lèi)：硅酯、黃油、凡士林、石蠟溶液類(lèi)：聚乙烯醇（乙醇水溶液）薄膜類(lèi)：PVC、PE、PA脫模劑要求：不腐蝕模具，不影響樹(shù)脂固化，對(duì)樹(shù)脂粘附力??；成膜時(shí)間短，成膜均勻、光滑；使用溫度高于樹(shù)脂固化溫度；操作簡(jiǎn)便，使用安全，價(jià)格便宜第一百零七張，PPT共一百二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 隔離材料（保護(hù)復(fù)合材料不受污染）：PVC、PA薄膜3. 透氣材料、吸膠材料：玻璃布、吸膠紙、吸膠氈4. 真空袋材料：氣球步、橡膠袋、