在复合材料制品的成型中.ppt

交联酚醛树脂的结构（热塑性酚醛树脂） 2、酚醛树脂的性能 用于复合材料的酚醛树脂预聚物是固态的，然而通常提供的是溶液。由于稀释作用，溶液在室温下是稳定的。通常用布料或毡片作为纤维用这种溶液来浸渍，再把溶剂挥发掉。再对所得到的产物进行热处理，使树脂体系部分聚合。这种材料称为预浸料，若这种树脂进行了热处理，则称为B阶预浸料（A阶为液态或粘性固态预聚物，B阶是一种低粘性的可熔固体，C阶是完全固化状态）。然后把预聚料按要求的方向铺叠，并加热加压使之固化。所有热固化树脂（包括环氧树脂和聚酯树脂）一般都以这种方式使用，而酚醛树脂只能用作预浸料。 3、酚醛树脂的特点 酚醛树脂的主要优点是：具有优良的耐高温性，特别是在氧化条件下。这特别对它们的烧蚀性，即直接在火焰中的烧穿速度有影响。在这些条件下，酚醛树脂会很快碳化，并在外表产生一层优质的多孔碳。在表面多孔碳层慢慢烧尽的同时，保护了内部的复合材料。而其它树脂所形成的多孔碳层往往质量差，会较快烧尽，生成气态物质。 酚醛树脂的缺点是：在聚合反应期间需要施加高压从而很难使用它们，颜色差（由棕褐色变到黑色），由于空隙含量高，用它制成的复合材料的力学性能比由其它树脂制成的复合材料的力学性能差。 六、其它树脂 已经研制了多种树脂准备用于耐高温（例如：250℃~350℃）复合材料。例如，市场上少量可以买到的树脂有：聚酰亚胺（PI）双马来酰亚胺（BMI）和聚苯并咪唑(FBI)。这些树脂都是常常含有稠杂环的复杂的芳香材料。它们是由四官能芳香酸和芳香二胺(PI)或四胺(PBI)制成的。经常在酸酐和碱性催化剂下对这种预聚物进行热处理以得到交联网状物。到目前为止，这类树脂能持久地经受300℃左右的温度（短时间能经受高达420℃的温度）。 大部分耐高温树脂，固化反应的目的是在高温下通过链间的分子重新排列，使网状物具有更大的刚度。由于这些复杂的反应所要求的温度非常高，所以必须保证部分形成的预制网具有高温稳定性。当交联和分子重新排列反应交替发生时，为了在处于最高固化温度之前先让聚合反应和交联进行到底，固化循环往往是复杂的。 BMI树脂可采用与普通的环氧树脂所用的类似方法操作。这类树脂的热性能提高了。PI和PBI树脂的使用比较困难，并且要求预浸工艺和高温高压的固化条件。PI比PBI的耐热性能好，但是使用比较困难。 第五节?????复合材料的成型工艺 一、复合材料成型工艺的范围 复合材料的设计包括性能（功能）设计、结构（强度、刚度）设计和工艺设计三个相互关联的组成部分。性能设计要求充分考虑最终产品的使用条件，设计出具有与要求性能相符合的复合材料；结构设计是根据所承受的载荷和使用环境，确定结构形状尺寸，以确保产品安全、可靠；工艺设计则是选择与产品性能要求及批量相适应的成型方法，使性能与结构设计的要求能够充分满足，并且成型方便，成本低廉。 二、复合材料成型工艺的特点 首先，材料的形成与制品的成型是同时完成的。复合材料的生产过程，也就是复合材料制品的生产过程。在复合材料制品的成型中，增强材料的性状虽然变化不大，但基体的形状有较大改变。复合材料的工艺水平直接影响材料或制品的性能。如成型过程中纤维的预处理（物理或化学方法的处理）、纤维的排列、驱除气泡的程度、是否挤胶、温度、压力、时间控制精确度等等都直接影响制品性能。 其次，复合材料的成型比较方便。因为树脂在固化前具有一定的流动性，纤维很柔软，依靠模具容易形成要求的形状和尺寸。一种复合材料制可以用多种方法成型，选择余地大。在选择成型方法时应该根据制品的结构、用途、生产量、成本以及生产条件综合考虑，选择经济和最方便简便的成型工艺。 （教材 130:图3-3-25 复合材料的一般生产流程) * Discovery Tech-上海德项科技 * Discovery Tech-上海德项科技 新兴的学科 第三章 产业用纺织品 的加工技术 纺织结构复合材料 第二节 复合材料的性能特点 复合材料的最大特点是其性能具有可设计性。 影响复合材料性能的因素很多，主要取决于增强材料的性能、含量及分布状况；基体材料的性能和含量；以及它们之间的界面结合情况等。因此，不论那一类复合材料，就是同一类复合材料的性能也不是一个定值。根据所选择的工艺和材料设计，性能往往差异很大。 例如手糊聚酯玻璃钢（玻璃纤维/聚酯树脂复合材料）的密度可在1.4~2.2g/cm范围变化，拉伸强度可以在70~350MPa范围变动。这就是说复合材料的性能是根据使用要求进行设计的。但在使用温度和材料硬度方面，三类复合材料有明显的区别。如树脂基复合材料的使用温度一般60~250℃；金属基复合材料