树脂基先进复合材料基体及增强材料

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1、先进复合材料英国人赫尔提出复合材料分三类：天然复合材料，如木材、骨骼、肌肉等；细观复合材料，如合金、增强塑料等；宏观复合材料，如钢筋混凝土等。适合于工程结构的复合材料定义应包含以下三点内容：(1)含两种或两种以上物理性质不同并可用机械方法分离的多和材料；(2)可人为控制将一种材料分布到其它材料中，以达最佳性能；(3)性能优于单独组分材料，并具独特性能。把复合材料这种扬长避短的作用称为复合效应。人们利用复合效应可口由选择复合材料组成物质，人为设计各种新型复合材料,把材料科学推进到了一个新阶段。因此国外把复合材料称为第四代材料，乂称“设计材料”

2、。先进复合材料(AdvancedCompositesMaterial,简称ACM)专指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。ACM具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、隔热、隔咅、减震、耐高(低)温等特点，已被大量运用到航空航天、医学、机械、建筑等行业。在本文中将介绍两种先进复合材料用的树脂基体不饱和聚脂和酚醛树脂。一•芳纶芳纶是一种高强度，高模量，耐高温，低密度，耐磨性好和的有机合成的高科技纤维，并且其化学稳定性好，对橡胶有良好的粘着力。是20枇纪六、七十年代开发出的重要材料。它

3、是在聚酰胺的基础上开发出來的一类产品，为了提高尼龙的耐热性，就要导入芳香环，这一点人们早就熟知了，于是就出现了芳香族聚酰胺，芳纶的全称是芳香族聚酰胺纤维。1974年，美国贸易联合会(FTC.为U.S.FederalTradeCommission的缩写)将他们命名为"Aramidfibers”,我国称为芳纶。其定义是：至少有85%的酰胺链(-C0NH-)直接与两苯环相连接。根据此定义，可把主要化学链和环链脂肪基的一般聚酰胺聚合物和其清楚的分开它有一些列的产品。在美国，开发芳香族聚酰胺的背景是宇宙开发和军事用途的需要，特别是对耐热性纤维的需求不

4、断高涨。因此，芳香族聚酰胺的主要用途儿乎都是纤维，非纤维的用途很少。芳纶主要分为邻位、间位、对位三种，而邻位无商业价值。对位芳纶与1971年研制成功,1972年投入生产。简称PPTA(Poly-phenyleneferephthalamideo间位芳纶于1956年开始研究，与1976年实现了工业化,简称MPIA(Poly-m-phenyleneisophthalamide).对位芳纶是一种呈对位排列的刚性高分子材料，其主链结构上的大分了的结构具有高度的规则性，在其刚性的直线型分了链中，由于存在着较强的共价键和较弱的氢键，并且在酰胺基屮，氧原

5、子和氮原子的电子会产生共轨效应，而且大分了是以十分伸展的状态存在，因此它通常具有耐高温、防火、耐化学腐蚀及高的力学性能和抗疲劳性，其突岀的特点是高强度和高模量。它的强度为钢的3倍，为强度较高的涤纶工业丝的4倍，它的初始模量为涤纶工业丝的4〜10倍，聚酰胺纤维的10倍以上。它的稳定性好，在150°C温度下收缩率为0。它在高温下仍能保持较高的强度，如在260°C温度下仍可保持原强度的65%o它对橡胶的粘附性良好，是比较好的帘了线纤维；它还貝有较低的密度，优良的减震性，耐磨，耐冲击，抗疲劳，低膨胀率，低导热率，不然，不熔等突岀的热性能以及优良的节

6、电性能。间位芳纶的大分了链呈锯齿状，它貝有优良的物理和力学性能，如强度、断后延仲率等。同时还拥有极佳的耐火和耐氧化性。它在260°C温度连续使用1000h后，其强度仍能保持原强度的65%；在300°C高温下使用7d,仍能保持原强度的50%；它的0强度约为500°C；在火焰中难以燃烧，离开火焰后具有自熄性；它在酸、碱、漂白剂、还原剂及有机溶剂小的稳定性很好，他能耐大多数酸的作用，只有长时间的和盐酸、硝酸或硫酸接触强度才有所降低，对碱的稳定性也非常的好，只是不能和氢氧化钠等强碱长期接触；同时还貝有良好的抗辐射性能在50KV的X-射线的照射下，历

7、经250小时，其强度仍保持其原有强度的49%。他的不足之处和锦纶一样，对日光稳定性较差，难以染色。因芳纶性能优良，所以应用广泛，可应用于航空航犬工业、IT产业、国防工业、汽车工业、耐热及防护服製、增强混凝土及复合材料、运动器材等。由于其质量轻、强度高、耐热耐腐蚀性好，具有广阔的发展前景。二•不饱和聚酯不饱和聚酯树脂，简称UP,—般是由不饱和二兀酸二兀醇或者饱和二兀酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在190〜220°C进行,直至达到预期的酸值（或粘度），在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定量的

8、乙烯基单体（常为苯乙烯），配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称Z为不饱和聚酯树脂1.不饱和聚酯树脂的物理和化学性质1）物理性质不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11-1.20左右，固化