树脂基复合材料分析.ppt

一般指以有机高分子聚合物（人工合成的高分子）为主体，在一定的温度和压力下可塑制成型的合成材料(时间)。 主要特点为： （1）密度小，树脂基复合材料 （2）强度比较高， （3）具有良好的机械性能、电性能、光性能和化学稳定性。 除了有机高分子的主体外， （1）增加塑性的增塑剂， （2）改变表面性能的润滑剂， （3）防止受光热影响的稳定剂， （4）色料和填料等配合剂。 目前大规模生产的树脂（Resin）品种大致有300多种。 复合材料选用树脂要考虑的因素 产品的性能；强度、耐热、介电、耐腐蚀性等。 对纤维应有良好的浸润性和黏附力； 浸润性－－纤维增强材料的表面和空隙被树脂胶液填满的能力。 黏度低而且稳定，这是保证纤维浸润性好的必要条件。 对于制作高强度的结构件，几乎都用环氧树脂。这是由于它的黏附力好，特别是剪切强度高，收缩性小。 具有良好的工艺性能； 温度。成型时温度和固化时温度应尽可能低。若高温，不仅选择工装麻烦，而且容易出现大的热应力，会影响产品的质量。 毒性低，刺激性小。 使用寿命。 来源方便，价格低廉。 树脂：是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。 热固性树脂 Thermoset 低初始粘度 性能好 除气 放热 相对脆 热塑性树脂 Thermoplastic 韧性 重复利用 粘结性好 独特的修补能力 高粘度 热固性树脂 在常温下一般是液体或固体。液体状树脂在初受热时，黏度变低。固体状树脂在初受热时，会变软，甚至成为液体。它们可以塑制加工成一定的形状。随着加热的继续或加入固化剂后，会逐步凝胶以至固化成型。再加热也不会软化。即它的变化（相变）是单向的。这类树脂中所包含的高分子聚合物属于体型网状结构。例如：不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂等。 Thermoset Resins 酚醛树脂（Phenolic resin） 环氧树脂（Epoxy resin） 不饱和聚酯树脂（Polyester resin） 酚醛树脂(Phenolic resin) 最早用于复合材料的树脂。用酚类化合物与醛类化合物缩聚而成的树脂统称为酚醛树脂。以苯酚C6H5OH和甲醛HCHO为原料制成的酚醛树脂最为重要，也是最早实现工业化生产的热固性树脂。通过控制原料苯酚和甲醛的摩尔比以及反应体系的pH值，可以合成两种性质不同的酚醛树脂：含有羟甲基结构可以自固化的热固性酚醛树脂和不带羟甲基反应官能团的热塑性酚醛树脂。 特点： A、耐热性好，能耐瞬时超高温。 B、电性能好，耐腐蚀性好。 C、原料来源充足，价格低廉。 D、具有广泛的改性余地。（脆性或物理性能，提高它对纤维的粘结性并改善复合材料的成型工艺条件等。） 缺点：一般必须高温、高压成型，机械强度差。在大型制品上的应用受到限制。 环氧树脂(Epoxy resin) 环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。 环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 环氧树脂是一类品种繁多、不断发展的合成树脂。它的合成起始于上世纪30年代，40年代后期开始工业化生产，60年代、70年代又相继发展了许多新型的环氧树脂品种，近年来做为一种新型的工业材料其品种和产量逐年增长。由于环氧树脂及其固化后的体系具有一系列可贵的性能，它们可用于粘合剂、涂料、铸塑料和纤维增强复合材料、特别是在碳纤维、硼纤维复合材料的基体树脂等。 特点： A、附着力强，制件强度高。 B、电性能好，耐腐蚀性好。 C、无挥发份，收缩率低 缺点：耐温性能差，不如酚醛；有一定脆性。 不饱和聚酯树脂（Polyester resin） 不饱和聚酯树脂：不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成的混合酸与多元醇缩聚而成的； 特点： A、品种多，适应性强。 B、工艺性好，粘度较低。 C、可在室温下固化，固化过程中没有低分子副产物。 D、适用于手糊成型，可制造大型异型制品，广泛用于汽车、造船及航空等工业。 缺点： 力学性能不如环氧树脂，耐热性差，因此很少用于承载构件。 热塑性树脂--Thermoplastic resins 在常温下是固体。加热到一定温度时，可软化，甚至流动（特别是在加压时易流动），它们可以塑制加工成一定的形状。冷却后变硬。再加热可软化。即它的变化（相变）是双向的。这类树脂中所包含的高分子聚合物属于线型或支链型分子结构。常用的有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、氯化聚醚、聚砜、聚酚醚、有机氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氨基甲酸酯、聚丁烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、