玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究进展.doc

JIU JIANG UNIVERSITY 毕 业 论 文 题 目 环氧树脂玻璃纤维复合材料的研究进展 院 系 化学与环境工程学院 专 业 应用化工技术 姓 名 张飘洋 年 级 B1021 指导教师 刘康强 二零一二年十二月 . 目 录 摘 要…………………………………………………………………………………1 引 言…………………………………………………………………………………1 1玻璃纤维增强环氧树脂的性能……………………………………………………1 1.1复合材料的弹性模量分析……………………………………………………2 1.2复合材料的强度分析 3 2成型工艺 3 2.1手糊成型 4 2.2树脂传递成型 4 2.3纤维缠绕成型法 5 2.4 结构反应注射成型 6 2.5拉挤成型 7 2.6真空袋法成型. 8 2.7树脂膜熔浸成型…………………………………………………………………9 2.8预浸料（高压釜）成型 10 2.9.低温固化预浸料成型 11 2.10西曼复合材料公司树脂渗透成型法 …………………………12 3玻璃纤维增强环氧树脂的应用………………………………………12 3.1在航空、航天工业中的应用……………………………………13 3.2在民用工业中的应用 13 4发展趋势及展望 14 参考文献 14 玻璃纤维增强环氧树脂复合材料研究进展 摘要：玻璃纤维增强环氧树脂是玻璃钢的一种。本文综述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些性能，尤其是力学性能，并介绍了它的成型方法。概述了玻璃纤维增强环氧树脂的一些应用并提出了展望。 关键词：玻璃纤维；环氧树脂；复合材料；制备 前言： 玻璃纤维增强热固性塑料是指玻璃纤维作为增强材料，热固性塑料（包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等）作为基体的纤维增强塑料。因其比重小，比强度高，比最轻的金属铝还要轻，而比强度比高级合金钢还要高，所以又称为玻璃钢。而玻璃纤维增强环氧树脂是GFRP中综合性能最好的一种。相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大以来发展很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年纤维增强塑料逾90万吨，已居世界第二位1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%。它的粘结力最强，与玻璃纤维复合时，界面剪切强度最高。可低压固化，挥发份甚低， 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。 下表为以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例与钢性能的对比： 表1 GF/EPR（玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢 相对密度 2.08 7.86 拉伸强度 551.6Mpa 331.0MPa 拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa 伸长率 1.6% 37.0% 弯曲强度 689.5MPa 弯曲模量 34.48GPa 压缩强度 310.3MPa 331.0MPa 悬臂梁冲击强度 2385J/m 燃烧性（UL-94） V-O 比热容 535J/kg·k 233J/kg·k? 膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1? 热变形温度 204oC(1.82MPa) 热导率 1.85W/m·k 33.7W/m·k? 介电强度 11.8×106V/m 吸水率 0.5%(24h) 1.1 复合材料的弹性模量分析 以环氧树脂浇注体为参照,当基体中填加不同体积分数的玻璃纤维后，所得复合材料试样的弹性模量变化如图所示： 图1 1.2 复合材料的强度分析 图2 图3 由于玻璃纤维是单向排列于树脂基体中,所以当纤维含量达到一定值后,当外力由基体传递至纤维时,由于各向异性的影响,会使力的作用方向发生变化,即主要沿纤维取向方向进行传递。在一定程度上使力的作用得到分散,对复合材料的破坏作用减缓,从而使材料的强度得到提高。但当纤维含量过多时,部分纤维难以被树脂充分浸润,从而在材料中形成许多结合较弱的界面,当材料受力时,这些界面容易脱附拔出,