复合材料概论-第02章-基体材料-2015.ppt

* 什么叫潜伏性固化剂/潜伏剂：在室温下能够与单组分环氧树脂产品长时间共同存储。 * 酚醛是最早实现工业化生产的一种树脂。它的特点是在加热条件下即能固化，无须添加固化剂，酸、碱对固化反应起促进作用，树脂固化过程中有小分子析出，故树脂固化需在高压下进行，固化时体积收缩率大，树脂对纤维的粘附性不够好．已固化的树脂有良好的压缩性能，良好的耐水、耐化学介质和耐烧蚀性能，但断裂延伸率低、脆性大。所以酚醛树脂大量用于粉状压塑料、短纤维增强塑料，少量地应用于玻璃纤维复合材料、耐烧蚀材料等，在碳纤维和有机纤维复合材料中很少使用。 除上述几类热固性树脂外，近年来又研究和发展了用热塑性聚合物做碳纤维复合材 料的基体材料，其中耐高温聚酰亚胺有着重要意义。其它热塑性聚合物除了用于玻璃纤维复合材料外，也开始用于碳纤维复合材料、这对于扩大碳纤维复合材料的应用无疑是一个很大的推动。 * 通常酚醛树脂随：酚类和醛类配比用量不同和使用的催化剂不同所得到的酚醛树脂分热固性和热塑性两大类。在国内作为纤维增强塑料基体用的酚醛树脂大多采用热固性（酚/醛克分子0.9）树脂。 * 仅由苯酚加甲醛缩合而成的酚醛树脂，存在脆性，粘附力小等缺点。对酚醛树脂进行改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能，提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。 * ? 引入柔性链。如：聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂；? 降低树脂中 -OH 基的含量。如：以苯胺或二甲苯取代部分苯酚。提高电性能。? 硼酸改性酚醛树脂。可改善吸水性、耐热性、脆性和电学性能均提高。 * (1) 加热固化，不加任何固化剂通过加热的办法，依靠酚醛结构本身的羟甲基等活性基团，进行化学反应而固化； (2) 通过加入固化剂使树脂发生固化。常用的固化剂有两类： (a) 线型酚醛树脂(二步法树脂/二阶树脂)，用六次甲基四胺等固化剂(10％～15％)，再通过加热进行固化： (b) 一阶热固性酚醛树脂，用有机酸作为固化剂，常用的固化剂有：苯磺酸、甲基苯磺酸、苯磺酰氯、石油磺酸、硫酸—硫酸乙酯等，用量(8％～10％)。要在常温下进行固化就必须使用此类固化剂。 * 热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物。这一类树脂的特点是遇热软化或熔融而处于可塑性状态，冷却后又变坚硬，而且这一过程可以反复进行。热塑性聚合物在软化或熔融状态下，可以进行模塑加工，当冷却至软化点以下时能保持模塑成型的形状。 热塑性聚合物基复合材料与热固性树脂基复合材料相比，在力学性能、使用温度、老化性能方面处于劣势，而在工艺简单、工艺周期短、成本低、比重小等方面占优势。当前汽车工业的发展为热塑性聚合物基复合材料的研究和应用开辟了广阔的天地。 * 聚乙烯是聚烯烃树脂中发展最为迅速的一种树脂，制造方法有高压法、中压法、低压法等。聚乙烯的分子结构简单，具有良好的结晶性，使聚乙烯的溶解性能降低，但提高了聚合物的力学强度和硬度。低压法聚乙烯软化点在120℃以上，使用温度可达80～100℃，但此时不能承受载荷。其耐寒性良好，摩擦性能良好，化学稳定性高。它的吸水性极小，并且有突出的电绝缘性能和良好的耐辐射性。其缺点是力学强度不高，热变形温度很低，故不能承受较高的载荷。 用玻璃纤维增强聚乙烯可使力学性能和热性能有很大提高，通常用20%～25%的玻璃纤维增强聚乙烯。 聚酰胺商品名又称尼龙（Nylon）或锦纶。聚酰胺是主链上含有许多重复酰胺基团（-NHCO-）的一大类线型聚合物，品种很多。通常由ω－氨基酸或内酰胺开环聚合而得，或由二元酸和二元胺经缩聚反应而得。　　聚酰胺分子链中的酰胺基才可以相互作用形成氢键，使聚合物有较高的结晶度和熔点。各种聚酰胺的熔点随高分子主链上酰胺基团的浓度和间距而变化，熔点相差较大，约在140～280℃之间。　　聚酰胺的熔点虽较高，但其热变形温度都较低，长期使用温度低于80℃。然而，聚酰胺树脂用玻璃纤维增强后其热形温度会明显提高，线膨胀系数也会降低很多。　　因聚酰胺分子中含有的酰胺基团极性大，故吸水率较高，电绝缘性能较差。当采用玻璃纤维增强后，虽不能保证明显降低吸湿性，但可以明显改善使用性能。弹性模量的增加和蠕变性能的改善，能大大提高聚酰胺吸湿时的尺寸稳定性。聚酰胺对大多数化学试剂具有良好的稳定性，耐油性较好（如植物油、动物油及矿物油），对碱的稳定性亦较好，但不耐极性溶剂，如苯酚、甲酚等。 * 聚碳酸酯分子主链上有苯环，限制了大分子的内旋转，减小了分子的柔顺性。碳酸酯基团是极性基团．增加了分子间的作用力，使空间位阻加强，亦增大了分子的刚性。由于聚碳酸酯具有僵硬的分子主链，所以熔融温度可达225—250℃，玻璃化温度为145℃。所以在聚碳酸酯制件中常常存在残余应力而难于自行消除。故聚碳酸酯碳纤维复合材料制件需进行退火处理