先進(jìn)復(fù)合材料－第2講-文庫吧
2025-04-11 13:55 本頁面
【正文】 M40 392 M50J 475 P55S 380 (Axial), (Radial) K1100 930 YS50A 520 YS60 590 YS80 785 ? 物理 ?含碳 90%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） ?沿纖維軸線排列的不完全石墨層片 ?各向異性 碳 纖 維 長 絲 預(yù)浸料 單項預(yù)浸料（無緯布） 雙向預(yù)浸料 (帶、布 ) 束絲預(yù)浸料 織物 二維織物 三維織物 多維織物 短切纖維 碳纖維紙 粒料 微纖（研磨） 鍍、噴金屬 各種浸漬物 短切復(fù)合纖維 包覆塑料 導(dǎo)線 電纜 碳纖維和深加工制品 芳香族聚酰胺合成纖維 ? 1965年由美國杜邦公司發(fā)明， 1972年以凱芙拉（ Kevlar）的商品名引進(jìn)市場。 ? 很大的比強度、比剛度、很好的熱穩(wěn)定性、不易燃燒 ? 應(yīng)用于 ?宇宙航空、船舶、軍事裝備（防彈衣）、車胎、剎車片、建筑材料、高性能繩索 ? 制備 ?聚對苯二甲酰對苯二胺 (PPTA) ? 對苯二甲酰氯或?qū)Ρ蕉姿岷蛯Ρ蕉窞樵显趶姌O性溶劑中，通過低溫溶液縮聚或直接縮聚反應(yīng)而得 ? 將縮聚反應(yīng)而得的聚合物溶于濃硫酸中配成臨界濃度以上得溶致液晶紡絲液，紡絲后經(jīng)過洗滌、干燥和熱處理，可以制得各種規(guī)格的纖維 ? 物理性質(zhì) 性能 Kevlar29 Kevlar49 E玻璃纖維 尼龍 密度(g/cm3) 拉伸強度(GPa) 拉伸模量(GPa) 71 斷裂伸長率 (%) 19 纖維的主要參數(shù) ? 材質(zhì) ? 絲束大小 ? 生產(chǎn)方式 ? 表面處理 2 高分子基體 ? 熱固性基體 ?固化之后再加熱 不再熔化。 ?一般呈現(xiàn)液態(tài)，粘度低，和纖維的浸漬性能好。 ?一旦成形之后，就不能再成形使用了。 ?一般與長纖維復(fù)合，強度高 ?比較 普遍 ? 熱塑性基體 ?加熱 會發(fā)生熔化， 可以流動、冷卻、固化 ?可以反復(fù)加熱使用 ?一般與短纖維復(fù)合 ，韌性高 ?用量不大 “蠟” “膠水” 2 高分子基體 ? 熱固性 ?不飽和聚酯樹脂 ?環(huán)氧樹脂 ?酚醛樹脂 ?聚酰亞胺樹脂 ?…… ? 熱塑性 ?有機玻璃 (PMMA) ?尼龍 ?新材料：聚乙醚酮樹脂 (PEEK)、聚醚亞胺樹脂 (PEI) 參考書： 《 復(fù)合材料聚合物基體 》 趙玉庭 等 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 《 復(fù)合材料科學(xué)與工程 》 倪禮忠 等 科學(xué)出版社 不飽和聚酯樹脂 ? 成分： ?不飽和聚酯樹脂 在 乙烯基類交聯(lián)單體 （通常是苯乙烯）中的溶液 ? 不飽和聚酯樹脂是線性的 ?在引發(fā)劑（過氧化物、有機酸鈷）作用下，可以室溫固化 ?主要用于玻璃鋼（玻璃纖維復(fù)合材料） ?原理：酯化反應(yīng)、加成反應(yīng)（固化） ? 不飽和聚酯樹脂 ?二元酸酐與二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)形成的直線型聚酯 ?鏈反應(yīng)： 二元酸酐 二元醇 OH R39。 OOROO HR OOOR39。 O HOH羥基酸 ＋ ?鏈增長 OH R39。 OOROO HOH R39。 OOROO R39。 OOROO HOH R39。 OOROO H＋ OH R39。 OOROO HR39。 O HOH＋ OH R39。 OOROOR39。 O H或者 等等 ? 二元酸 ?不飽和二元酸或酸酐（含有不飽和的雙鍵） ? 反丁烯二酸 ? 順丁烯二酸 ?飽和二元酸 ? 間苯二甲酸 ? 鄰苯二價酸 ?聚合之后得到帶有不飽和雙鍵的線性聚酯 ?不飽和二元酸的作用 ? 提供交聯(lián)用的雙鍵 ?飽和二元酸的作用 ? 為了調(diào)節(jié)聚酯中雙鍵的密度 ? 降低聚酯的結(jié)晶性，提高與交聯(lián)單體苯乙烯的相容性 ? 增加樹脂的韌性 ? 不飽和二元酸 ?順丁烯二酸酐（順酐） ? 用的最多，主要因為順酐熔點低，反應(yīng)時縮水量少（比酸少 1/2的縮聚水），而且價格便宜。 ? 順酐在縮聚時，順式雙鍵要轉(zhuǎn)化成反式雙鍵。 ?反丁烯二酸 ? 具有較快的固化速率，較高的固化過程，還使聚酯分子鏈排列較規(guī)整。 關(guān)鍵詞：順酐、異構(gòu)化、反丁烯二酸 ? 飽和二元酸 ?鄰苯二甲酸酐（苯酐），用量最多 ?調(diào)控性能 ? 間苯二甲酸 ?膠衣樹脂（耐腐） ? 對苯二甲酸 ?拉伸強度高 ? 不飽和酸與飽和酸的比例 R ? 二元醇 ?1,2丙二醇 ? 不對稱的甲基，得到聚酯結(jié)晶傾向較少，和交聯(lián)劑苯乙烯有良好的相容性。 ?乙二醇 ? 對稱的結(jié)構(gòu)，結(jié)晶傾向高，和苯乙烯相容性較差。 ?1,2丙二醇和乙二醇的混合 ?多元醇 ? 制得的聚酯帶有支鏈，提高耐熱性和硬度 C H 3OHO H? 不飽和聚酯的相對分子量（線型分子的長短） ?控制因素：醇與酸的比例 ? 一般二元醇約過量 510%（摩爾），聚酯相對分子量在 10003000左右 問題：聚酯的相對分子量在什么數(shù)量級？ ? 例： mol丙二醇， 1 mol丁二酸， 1 mol反丁烯二酸合成聚酯，用苯乙烯按聚酯 /苯乙烯質(zhì)量比 7/3稀釋，得到不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)式為： OC H 3OOOOOHC H 3OOO[ ]n 縮聚度 n=78，相對分子量為 20222500左右時， 固化樹脂具有較好的物理性能。 ? 交聯(lián)單體 ?含有雙鍵 ?苯乙烯是最常用的單體
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