《polymer加工》ppt课件

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1、绪论复合材料的定义与分类“由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料(基体)和粒,纤维或片状材料所组成的一种固体产物”称为复合材料（GB3691）。复合材料的最大特点是复合后的材料特性优于组成该复合材料的各单一材料之特性增强材料的性能随其组成材料含量及分布情况而变，基体材料的性能、含量，增强材料与基体材料间的界面结合情况及其复合方式与工艺等是决定复合材料性能的基本因素。树脂基复合材料的特性轻质高强----比强度、比模量高强度、模量分别除以密度之值，是衡量树料承载能力的指标之一。玻璃钢的比强度可达钢材的4倍。碳纤维增强环氧树脂复合

2、材料约比强度可达钛的4.9倍，比模量可达铝约5.7倍多。这对要求自重轻的产品意义颇大。优点抗疲劳性能好疲劳破坏是材料在交变裁荷作用下，由于微观裂缝的形成和扩展而造成的低应力破坏金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的，往往争先无征兆，而纤维复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹扩展，其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始，逐渐扩展，破坏前有明显的征兆。大多数金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的40％--50％，碳纤维复合材料则达70％--80％。纤维增强树脂基复合材料的抗声振疲劳性能亦甚佳。减振性好复合材料中的纤维与树脂基体界面有吸振能力，

3、故其振动阻尼甚高，可避免共振而致的破坏曾对形状。尺寸相同的轻金属合金及碳纤维复合材料所制的悬臂梁作过振动试验，前者需9s才能停止振动，后者仅需2.5s。破损安全性好纤维复合材料基体中有大量独立的纤维，每平方匣米上的纤维少则几干根，多至上万根从力学观点上看，是典型的静不定体系。当构件超载并有少量纤维断裂时，裁荷会迅速重新分配在末破坏的纤维上。这样，在短期内不致于使整个构件丧失承载能力。耐化学腐蚀常见的热面性破璃钢一般都耐酸、稀碱、盐、有机溶剂、海水并耐湿热塑性玻璃钢耐化学腐蚀性一般较热固性为佳。一般而言，耐化学腐蚀性主要决定于基体

4、。玻璃纤维不耐氢氟酸等氯化物，生产适应氢氟酸等氰化物的复合材料产品时，接触氟化物表面的增强材料不能用玻璃纤维．可采用饱和聚酯或丙纶纤维(薄毡)，基体亦须采用耐氢氟酸的树脂，如乙烯基酯树脂。电性能好绝缘性可达到甚高水平，但亦可做成防静电的或导电的在高频下能保持良好的介电性能。不受电磁作用，不反射电磁波，能透过微波。这些性能远非金属材料所能比拟。热导率低、线膨胀系数小，在有温差时所产生的热应力比金属低得多。有的玻璃钢(酚醛基体)耐瞬时高温(3800℃)，是很好的耐烧蚀材料。可制得透明及各种色彩的产品；藉助加强肋、夹芯结构、波纹等可使

5、制品获得所需的强度与模量；各种组件、构件可在主体成型中一并嵌入成型，脱模后工时大为缩减；易于修补与保养；隔磁、隔音。成型工艺性优越可根据产品的结构与使用要求及生产数量，合理地灵活选择原辅材料及成型工艺。成型工艺性优越可根据产品的结构与使用要求及生产数合理地灵活选择原辅材料及成型工艺。缺点(1)玻璃钢的弹性模量较低；(2)耐热性远低于金属，目前高性能树脂基复合材料长期使用温度在250℃以下，一般玻璃钢在60-100℃以下；(3)可燃，虽可做到阻燃或自熄，但燃烧时冒黑烟、有臭味；(4)表面硬度低，易划痕，耐磨性差；(5)存在老化问题

6、；(6)生产要注意安全防护；(7)产品质量离散系数大；(8)冲击、剪切强度低无屈服点，受力过程中可产生分层；(9)影响性能的因素多，难以达到理想的性能，至今尚未建立完善的设计公式与数据库。复合材料的组成分为两大部分：基体与增强材料。基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢中的树指就是基体。。增强材料：复合材料中不构成连续相的材料如玻璃钢中的玻璃纤维就是增强材料，复合材料的分类方法颇多，通常按其基体材料不同，可分为三大类：。①聚合物基复合材料．通常说的树脂基复合材料归属此类。②金属基复合材料。③无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合

7、材料三种复合材料中，以树脂基复合材料用量为大，占所有复合材料用量的90％以上。。热固性树脂复合材料；热塑性树脂复合材料。树脂基复合材料按聚合物特性(树脂)分类聚合物加工的理论基础第一章材料的加工性聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的可模塑性Moudability)，可挤压性(Extrudbility)，可纺性(Sinnability)和可延性Stretchability)正是这些加工性质为聚合物材料提供了适于多种多样加工技术的可能性，也是聚合物能得到广泛应用的重要原因。第一节聚合物材料的加工性一、聚合物的可挤压性聚合物在加工

8、过程中常受到挤压作用，例如聚合物在挤出视和注塑机料筒申、压延机辊筒间，以及在模具中部受到挤压作用。可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。如果粘度很低，虽流动性好，但保持形状的能力差；相反，剪切粘度很高时会造成流动和成型的因难。材料的挤压性