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1、第二章第二章 原材料原材料 原材料:基體材料 增強(qiáng)材料 添加劑 基體材料聚合物基復(fù)合材料無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料 聚合物基體材料: 熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂、橡膠 增強(qiáng)材料: 各種纖維,如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維等。2、1 基體材料基體材料 熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂 1.不飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂 2環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 3. 酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂 聚烯烴、氟樹(shù)脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烴、氟樹(shù)脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯聚甲醛、聚丙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯苯乙烯ABS樹(shù)脂、樹(shù)脂、聚苯乙烯聚苯乙烯-丙烯腈等。丙烯腈等。2. 1. 1 不
2、飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂 常用的基體材料,主要用于玻璃纖維復(fù)常用的基體材料,主要用于玻璃纖維復(fù)合材料。合材料。 占玻璃纖維復(fù)合材料用樹(shù)脂總量的占玻璃纖維復(fù)合材料用樹(shù)脂總量的80以上。以上。 不飽和聚酯是不飽和二元羧酸或酸酐或它們與飽和二元羧酸或酸酐組成的混合酸與多元醇縮聚而成的。不飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂 主鏈上同時(shí)具有重復(fù)主鏈上同時(shí)具有重復(fù)酯鍵酯鍵和和 不飽和雙鍵不飽和雙鍵的一類線型聚合物。的一類線型聚合物。 1. 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)脂的密度在1.111.20左右。熱性能 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)脂那么可達(dá)120
3、。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。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,介電性能不飽和聚酯樹(shù)脂的介電性能良好?;瘜W(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酯鍵和不飽和雙鍵,而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。2.商品樹(shù)脂 不飽和聚酯樹(shù)脂的品種很多。(1)通用型樹(shù)脂 通用型樹(shù)脂主要是鄰苯型不飽和聚酯樹(shù)脂,亦包括局部間苯型不飽和聚酯樹(shù)脂,它們大多用于手糊玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品。(2)耐熱型樹(shù)脂 要求不飽和聚酯樹(shù)脂在高溫下應(yīng)用,熱變形溫度較低的通用型樹(shù)脂就不適用。 耐熱型樹(shù)脂的熱變形溫度應(yīng)不小于110。 這類樹(shù)
4、脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐水性能,商品樹(shù)脂主要有雙酚A型不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、間苯型不飽和聚酯樹(shù)脂和鹵代聚酯樹(shù)脂等。(3)耐化學(xué)型樹(shù)脂(4)阻燃型樹(shù)脂 阻燃性能(5)耐候型樹(shù)脂 添加紫外光吸收劑,提高了樹(shù)脂的耐氣候性和光穩(wěn)定性。(6)高強(qiáng)型樹(shù)脂 這類樹(shù)脂具有高的強(qiáng)度和堅(jiān)韌性,主要用于纖維纏繞工藝制備的復(fù)合材料。(7)膠衣樹(shù)脂 用于復(fù)合材料的膠衣層,以提高制品的外觀美觀、質(zhì)量和使用壽命。(8)SMC或BMC專用樹(shù)脂 (9)其它類型樹(shù)脂 這是近年來(lái)的新品種,如注射、RTM、拉擠等成型工藝專用樹(shù)脂。2.1. 2 環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 環(huán)氧樹(shù)脂是一類含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧樹(shù)脂是一類含有兩個(gè)或兩個(gè)以上
5、環(huán)氧基團(tuán)環(huán)氧基團(tuán)的聚合物。的聚合物。環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 由于活潑環(huán)氧基的存在,環(huán)氧樹(shù)脂可由于活潑環(huán)氧基的存在,環(huán)氧樹(shù)脂可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反響形成三與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反響形成三元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的、不溶不熔的體型高分子化元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的、不溶不熔的體型高分子化合物。合物。1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性 1類型多類型多 樹(shù)脂組成、固化劑和改性劑的不同,樹(shù)脂組成、固化劑和改性劑的不同,產(chǎn)品性能、用途差異很大,其形態(tài)可從極產(chǎn)品性能、用途差異很大,其形態(tài)可從極低的粘度到高熔點(diǎn)的固體低的粘度到高熔點(diǎn)的固體.1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性 2固化容易固化容易 根據(jù)實(shí)際要求選用不同的固化劑和環(huán)根據(jù)
6、實(shí)際要求選用不同的固化劑和環(huán)氧體系,可在氧體系,可在0-180C范圍內(nèi)快速或緩慢范圍內(nèi)快速或緩慢固化。固化。 1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性3成型收縮率低成型收縮率低 固化時(shí)無(wú)水或揮發(fā)物發(fā)生,因而收縮固化時(shí)無(wú)水或揮發(fā)物發(fā)生,因而收縮率極小率極小,環(huán)氧樹(shù)脂是熱固性樹(shù)脂中收縮性最環(huán)氧樹(shù)脂是熱固性樹(shù)脂中收縮性最小的一種一般都小于小的一種一般都小于2%。1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性 4粘結(jié)力強(qiáng)粘結(jié)力強(qiáng) 對(duì)金屬、非金屬材料有很高的粘合力。對(duì)金屬、非金屬材料有很高的粘合力。1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性 5力學(xué)性能好力學(xué)性能好1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性6化學(xué)穩(wěn)定性好化學(xué)穩(wěn)定性好 耐酸
7、、堿、溶劑、耐水,耐大多數(shù)霉菌。耐酸、堿、溶劑、耐水,耐大多數(shù)霉菌。 1. 環(huán)氧樹(shù)脂的特性環(huán)氧樹(shù)脂的特性7電絕緣性好電絕緣性好 在寬廣的頻率和在寬廣的頻率和溫度范圍內(nèi)有良好的溫度范圍內(nèi)有良好的介電性能、介電強(qiáng)度介電性能、介電強(qiáng)度高,耐電弧、耐外表高,耐電弧、耐外表漏電。漏電。 2. 分類 根據(jù)分子結(jié)構(gòu),環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類: (1)縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂 (2) 縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂 (3) 縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂 (4)線型脂肪族類環(huán)氧樹(shù)脂 (5)脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂 復(fù)合材料工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂。 雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂2.1.3 酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂 酚類和
8、醛類的縮聚產(chǎn)物通稱為酚醛樹(shù)脂。酚類和醛類的縮聚產(chǎn)物通稱為酚醛樹(shù)脂。 一般常指由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反響而得的一般常指由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反響而得的合成樹(shù)脂。合成樹(shù)脂。酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂 酚醛樹(shù)脂是工業(yè)上最早生產(chǎn)的一種合成樹(shù)酚醛樹(shù)脂是工業(yè)上最早生產(chǎn)的一種合成樹(shù)脂。脂。 由于原料的組份用量比以及催化劑的不同,由于原料的組份用量比以及催化劑的不同,酚醛樹(shù)脂可分為酚醛樹(shù)脂可分為熱塑性樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂和和熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂兩大類。兩大類。酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂 酚醛樹(shù)脂雖然是最老的一類熱固性樹(shù)脂,但由于酚醛樹(shù)脂雖然是最老的一類熱固性樹(shù)脂,但由于它原料易得,合成方便,以及酚醛樹(shù)脂具有良好它原料易得,合成方便,以及酚醛樹(shù)
9、脂具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能,尤其具有突出的瞬時(shí)耐的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能,尤其具有突出的瞬時(shí)耐高溫?zé)g性能,而且樹(shù)脂本身又有廣泛改性的余高溫?zé)g性能,而且樹(shù)脂本身又有廣泛改性的余地,所以目前酚醛樹(shù)脂仍廣泛用于制造玻璃纖維地,所以目前酚醛樹(shù)脂仍廣泛用于制造玻璃纖維增強(qiáng)塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料。增強(qiáng)塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料。 酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料尤其在宇航工業(yè)方面空間飛酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料尤其在宇航工業(yè)方面空間飛行器、火箭、導(dǎo)彈等作為瞬時(shí)耐高溫和燒蝕的行器、火箭、導(dǎo)彈等作為瞬時(shí)耐高溫和燒蝕的結(jié)構(gòu)材料有著非常重要的用途。結(jié)構(gòu)材料有著非常重要的用途。2.1.4 其它熱固性樹(shù)脂1. 三聚氰胺甲醛樹(shù)脂
10、 三聚氰胺甲醛樹(shù)脂是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成的熱固性樹(shù)脂。 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。 2、呋喃樹(shù)脂 由糠醛或糠醇本身進(jìn)行均聚或與其它單體進(jìn)行共聚而得到的產(chǎn)物,稱為呋喃樹(shù)脂。3. 有機(jī)硅樹(shù)脂 用這類樹(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。 1熱穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性范圍可達(dá)200250 2力學(xué)性能 有機(jī)硅樹(shù)脂固化后的力學(xué)性能不高 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。 4憎水性 有機(jī)硅樹(shù)脂
11、的吸水性很低2.1.5 熱塑性樹(shù)脂 熱塑性樹(shù)脂: 聚烯烴、氟樹(shù)脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯ABS樹(shù)脂、聚苯乙烯-丙烯腈等。2.1.6 高性能樹(shù)脂 高性能樹(shù)脂通常具有優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、耐化學(xué)腐蝕等綜合性能,其中尤以耐高溫性能最重要。 它們的問(wèn)世給復(fù)合材料提供了高性能的基體材料,促進(jìn)了復(fù)合材料迅速地向高性能復(fù)合材料Advanced Composite Materials, ACM的開(kāi)展,從而促使宇航、航空、太空武器、先進(jìn)軍事武器、電子技術(shù)等以更驚人的速度開(kāi)展。1. 聚酰亞胺這類樹(shù)脂具有以下特性:在寬廣的溫度范圍內(nèi)保持高的強(qiáng)度。高的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。優(yōu)良的耐腐
12、蝕特性。優(yōu)良的電性能,在高溫下電性能根本保持恒定。具有自熄性能,發(fā)煙量小。2. 聚砜和聚醚砜 聚砜和聚醚砜具有下述特性:具有優(yōu)良的耐熱及耐老化性,其優(yōu)良的力學(xué)性能可以保持到200;在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)具有優(yōu)良的電性能;具有優(yōu)良的耐X射線、射線和射線性能;具有優(yōu)良的耐火焰作用;純樹(shù)脂制品具有透明性。3. 聚苯硫醚 聚苯硫醚是目前被認(rèn)為耐熱性最正確的聚合物之一。 它可以在300短期受載,在240時(shí)可以長(zhǎng)期使用。 它具有特別顯著的耐化學(xué)腐蝕性能,經(jīng)高溫、長(zhǎng)期在腐蝕介質(zhì)中使用后,聚合物的性能仍然保持完好。 4. 聚芳醚酮 聚芳醚酮中最重要的是聚醚醚酮PEEK。 PEEK最高長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)200,
13、 PEEK有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,除一些如濃硫酸等強(qiáng)酸外,在常溫下幾乎可以耐所有的化學(xué)試劑。5. 雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂 雙馬來(lái)酰亞胺具有良好的耐熱性,軍用飛機(jī).2.2 增強(qiáng)材料 玻璃纖維玻璃纖維 glass fiber 1893年美國(guó)研究成功。年美國(guó)研究成功。 世界上三十國(guó)家生產(chǎn),世界上三十國(guó)家生產(chǎn),40005000種。種。 我國(guó)玻璃纖維工業(yè)始于我國(guó)玻璃纖維工業(yè)始于1958年,產(chǎn)量居世年,產(chǎn)量居世界第五位。界第五位。玻璃纖維玻璃纖維Glass Fiber 玻璃纖維價(jià)格廉價(jià),品種多,適于玻璃纖維價(jià)格廉價(jià),品種多,適于編織各種玻璃布。編織各種玻璃布。 1、玻璃纖維的分類、玻璃纖維的分類分類分類單絲直徑纖維
14、外觀玻璃原料纖維特性 (1) 按玻璃原料分類按玻璃原料分類 堿性氧化物含量堿性氧化物含量 有堿玻璃纖維有堿玻璃纖維 大于大于12 中堿玻璃纖維中堿玻璃纖維 612 低堿玻璃纖維低堿玻璃纖維 26 無(wú)堿玻璃纖維無(wú)堿玻璃纖維 小于小于1 無(wú)堿玻纖無(wú)堿玻纖 亦稱亦稱E-玻纖玻纖 ,目前是應(yīng)用最廣泛的一種,目前是應(yīng)用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分玻璃纖維用玻璃成分. 具有良好的電氣絕緣性及機(jī)械性能,化具有良好的電氣絕緣性及機(jī)械性能,化學(xué)穩(wěn)定性好學(xué)穩(wěn)定性好, 廣泛用于復(fù)合材料的增強(qiáng)材料廣泛用于復(fù)合材料的增強(qiáng)材料. 中堿玻纖中堿玻纖 亦稱亦稱C-玻纖,其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別玻纖,其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性
15、優(yōu)于無(wú)堿玻璃,但電氣性能差,是耐酸性優(yōu)于無(wú)堿玻璃,但電氣性能差,機(jī)械強(qiáng)度低于無(wú)堿玻璃纖維機(jī)械強(qiáng)度低于無(wú)堿玻璃纖維10%20%, (2) 按纖維外觀分類按纖維外觀分類 按纖維外觀分類按纖維外觀分類 連續(xù)纖維連續(xù)纖維 短切纖維短切纖維 玻璃粉玻璃粉(3) 按纖維特性分類按纖維特性分類 按纖維特性分類按纖維特性分類 高強(qiáng)度纖維:高強(qiáng)度纖維:S玻纖,強(qiáng)度高。玻纖,強(qiáng)度高。 低介纖維:低介纖維:D玻纖,電絕緣性好。玻纖,電絕緣性好。 耐化學(xué)藥品纖維:耐化學(xué)藥品纖維:C玻纖,耐腐蝕。玻纖,耐腐蝕。 耐電腐蝕纖維:耐電腐蝕纖維:E-CR玻纖玻纖2 . 玻璃布玻璃布 1)平紋布平紋布 布面平整,適宜于制作簡(jiǎn)單
16、或平坦的玻璃布面平整,適宜于制作簡(jiǎn)單或平坦的玻璃鋼制品鋼制品。 2)斜紋布斜紋布 它具有良好的鋪覆性和變形性,適用于它具有良好的鋪覆性和變形性,適用于制造雙曲面制品或復(fù)雜形狀的玻璃鋼制品。制造雙曲面制品或復(fù)雜形狀的玻璃鋼制品。 3)緞紋布緞紋布 緞紋布比斜紋布更柔軟,有良好鋪覆緞紋布比斜紋布更柔軟,有良好鋪覆性,適用于鋪復(fù)型面復(fù)雜的玻璃鋼制品。性,適用于鋪復(fù)型面復(fù)雜的玻璃鋼制品。2.2.2 碳纖維碳纖維carbon fiber 碳纖維是由有機(jī)纖維或低分子烴氣體原碳纖維是由有機(jī)纖維或低分子烴氣體原料加熱至料加熱至1500所形成的纖維狀碳材料,所形成的纖維狀碳材料,其碳含量在其碳含量在90%以上。
17、以上。碳纖維碳纖維carbon fiber 碳纖維的研究有碳纖維的研究有100多年的歷史多年的歷史. 碳纖維碳纖維碳纖維最突出的優(yōu)點(diǎn)是:碳纖維最突出的優(yōu)點(diǎn)是: 強(qiáng)度高、模量高、密度??; 耐高溫,可在2000攝氏度使用,3000攝氏度非氧化真氛中不熔不軟; 耐酸,能耐濃鹽酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等介質(zhì)浸蝕; 熱膨脹系數(shù)小,約等于零; 熱導(dǎo)率高; 導(dǎo)電性好; 摩擦系數(shù)小并具潤(rùn)滑性。碳纖維碳纖維是一類極為重要的高性能增強(qiáng)材料。是一類極為重要的高性能增強(qiáng)材料。 碳纖維的應(yīng)用碳纖維的應(yīng)用 1宇航工業(yè) 用作導(dǎo)彈防熱及結(jié)構(gòu)材料如火箭噴管、鼻錐。 碳纖維的應(yīng)用碳纖維的應(yīng)用 2航空工業(yè) 用作主承力結(jié)構(gòu)材料,如主
18、翼、尾翼和機(jī)體;次承力構(gòu)件,如方向舵、起落架等。碳纖維的應(yīng)用碳纖維的應(yīng)用 3交通運(yùn)輸 制造漁船、魚(yú)雷快艇、快艇和巡邏艇等。碳纖維的應(yīng)用碳纖維的應(yīng)用 4運(yùn)動(dòng)器材 用作網(wǎng)球、羽毛球、和壁球拍及桿、棒球、曲棍球和高爾夫球桿、自行車、賽艇、釣桿、滑雪板、雪車等。碳纖維的應(yīng)用碳纖維的應(yīng)用 5土木建筑 幕墻、嵌板、間隔壁板、橋梁、架設(shè)跨度大的管線、地板、窗框、管道、海洋浮桿、抗震救災(zāi)用補(bǔ)強(qiáng)材料。2.2.3 芳綸纖維芳綸纖維 芳綸是芳香族聚酰胺類纖維的通稱。芳綸是芳香族聚酰胺類纖維的通稱。 芳綸纖維是一種高性能纖維。芳綸纖維是一種高性能纖維。芳綸纖維芳綸纖維 杜邦公司于杜邦公司于1973年研究成功了一類全年
19、研究成功了一類全對(duì)位芳香族聚酰胺纖維,商品名稱對(duì)位芳香族聚酰胺纖維,商品名稱Kevlar凱夫拉纖維。凱夫拉纖維。芳綸纖維的分類芳綸纖維的分類 芳綸纖維有兩大類:芳綸纖維有兩大類: 全芳族聚酰胺纖維全芳族聚酰胺纖維 雜環(huán)芳族聚酰胺纖維雜環(huán)芳族聚酰胺纖維 全芳族聚酰胺纖維全芳族聚酰胺纖維 主要包括主要包括對(duì)位對(duì)位的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺和聚對(duì)苯甲酰胺纖維、胺和聚對(duì)苯甲酰胺纖維、間位間位的聚間苯二的聚間苯二甲酰間苯二胺和聚間苯甲酰胺纖維、甲酰間苯二胺和聚間苯甲酰胺纖維、共聚共聚芳酰胺纖維以及如引入折疊基、巨型側(cè)基芳酰胺纖維以及如引入折疊基、巨型側(cè)基的其它芳族聚酰胺纖維。的其它芳族聚
20、酰胺纖維。 雜環(huán)芳族聚酰胺纖維雜環(huán)芳族聚酰胺纖維 是指含有氮、硫等雜質(zhì)原子的二胺和是指含有氮、硫等雜質(zhì)原子的二胺和二酰氯縮聚而成的芳綸纖維二酰氯縮聚而成的芳綸纖維。1、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺PPTA纖維纖維PPTA纖維是芳綸在復(fù)合材料中應(yīng)用最纖維是芳綸在復(fù)合材料中應(yīng)用最為普遍的一個(gè)品種。為普遍的一個(gè)品種。 中國(guó)于中國(guó)于80年代中期試生產(chǎn)此纖維,定名年代中期試生產(chǎn)此纖維,定名為芳綸為芳綸1414芳綸芳綸II。 2、聚對(duì)苯甲酰胺、聚對(duì)苯甲酰胺PBA纖維纖維中國(guó)于80年代初期曾試生產(chǎn)此纖維,定名為芳綸14芳綸I。 芳綸I的拉伸強(qiáng)度比芳綸II低約20%,但拉伸模量卻高出50%以上。
21、 凱夫拉纖維是一類高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐凱夫拉纖維是一類高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、低密度的新型纖維。腐蝕、低密度的新型纖維。 由于它們有一系列優(yōu)異性能,在很多重要工業(yè)部由于它們有一系列優(yōu)異性能,在很多重要工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。門得到了廣泛的應(yīng)用。 尤其是在航天、航空等國(guó)防部門,可制成火箭發(fā)尤其是在航天、航空等國(guó)防部門,可制成火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體;飛機(jī)的各種整流罩、舵面和發(fā)動(dòng)機(jī)艙;動(dòng)機(jī)殼體;飛機(jī)的各種整流罩、舵面和發(fā)動(dòng)機(jī)艙;坦克、裝甲車、飛機(jī)、艦艇的防彈板;防彈頭盔坦克、裝甲車、飛機(jī)、艦艇的防彈板;防彈頭盔及防彈衣等。及防彈衣等。 在其他民用方面,可制成各種體育用品、輪胎和在其他民用方面
22、,可制成各種體育用品、輪胎和船舶。船舶。2.2.4 超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維UHMWPE 超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維Ultra High Ultra High Molecular Weight Polyethylene FiberMolecular Weight Polyethylene Fiber,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱UHMW-PEUHMW-PE纖維。纖維。 是采用凍膠紡絲是采用凍膠紡絲-超倍熱拉伸技術(shù)超倍熱拉伸技術(shù)Gel Gel Spinning Method-Ultra Drawing Spinning Method-Ultra Drawing TechnologyTe
23、chnology制得的。制得的。 由于該纖維密度低0. 97、比強(qiáng)度、比模量高等眾多優(yōu)異特性。 從海上油田的系泊繩到高性能輕質(zhì)復(fù)合材料方面均顯示出極大的優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)和宇航、航空、航天、海域防御裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。 該纖維在汽車制造、船舶制造、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域亦有廣闊的應(yīng)用前景。2.3 復(fù)合材料添加劑 添加劑是復(fù)合材料產(chǎn)品在生產(chǎn)或加工過(guò)程中需要添加的輔助化學(xué)品通稱為添加劑或助劑。2.3.1 添加劑在復(fù)合材料中的作用1穩(wěn)定化作用 穩(wěn)定化添加劑主要是抑制由氧、光和熱等引起的復(fù)合材料在制備、加工和應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的老化過(guò)程。2改善力學(xué)性能 為了改善某些力學(xué)性能,如拉伸強(qiáng)度、硬度
24、、剛性、抗沖擊強(qiáng)度等,可在復(fù)合材料制備加工時(shí),添加一些可以改善力學(xué)性能的添加劑。3改善加工性能 稀釋劑的參加可以降低樹(shù)脂的粘度,改善膠液對(duì)增強(qiáng)材料的浸潤(rùn)性。 潤(rùn)滑劑的參加可以提高聚合物分子之間以及聚合物與增強(qiáng)材料之間的潤(rùn)滑性,從而改善復(fù)合材料的加工性。 4阻燃作用 隨著復(fù)合材料在航空、汽車、建筑及電器等方面應(yīng)用的迅速擴(kuò)大,對(duì)其阻燃性能的要求也越來(lái)越高。 樹(shù)脂基復(fù)合材料基體多數(shù)是由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的有機(jī)聚合物,具有可燃性。 5改進(jìn)外表性能 為了防止復(fù)合材料加工和使用時(shí)產(chǎn)生靜電的危害,在復(fù)合材料制備時(shí)常常參加一類具有外表活性的添加劑物質(zhì),以改善復(fù)合材料的外表性能,這類添加劑包括抗靜電劑和防霧劑等。6
25、改善外觀質(zhì)量 在復(fù)合材料及其制品加工或制備時(shí),為了改善復(fù)合材料及其制品的外觀質(zhì)量,常參加一類能賦予復(fù)合材料外觀光潔或使制品具有各種色彩的添加劑,如著色劑。2.3.2 添加劑的種類 1. 偶聯(lián)劑 偶聯(lián)劑是一類具有兩種不同性質(zhì)官能團(tuán)的物質(zhì),它們分子中的一局部官能團(tuán)可與有機(jī)分子反響,另一局部官能團(tuán)可與無(wú)機(jī)物反響。 偶聯(lián)劑在復(fù)合材料中的作用在于它既能與增強(qiáng)材料外表的某些基團(tuán)反響,又能與基體樹(shù)脂反響,在增強(qiáng)材料與樹(shù)脂基體之間形成一個(gè)界面層,增強(qiáng)了增強(qiáng)材料與樹(shù)脂之間粘合強(qiáng)度,提高了復(fù)合材料的性能。1鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑 2硅烷偶聯(lián)劑 3鈦酸酯偶聯(lián)劑 4其它偶聯(lián)劑:鎂類偶聯(lián)劑 錫類偶聯(lián)劑2. 增韌劑 增韌劑是具有降低復(fù)合材料脆性和提高復(fù)合材料抗沖擊性能的一類助劑。 活性增韌劑 非活性增韌劑 活性增韌劑是指其分子鏈上含有能與基體樹(shù)脂反響的活性基團(tuán),它能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增加一局部柔性鏈,從而提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。 非活性增韌劑那么是一類與基體樹(shù)脂很好相溶、但不參與化學(xué)反響
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