【正文】 合反應(yīng)，由線型長(zhǎng)鏈分子形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。 鏈增長(zhǎng) —— 單體不斷地加合到新產(chǎn)生的游離基上的過(guò)程。樹脂的改性和新型樹脂的開(kāi)發(fā)是今后 UPR 的發(fā)展方向。到 2020 年國(guó)內(nèi)聚酯切片產(chǎn)量將達(dá) 1000萬(wàn)噸，每年有數(shù)十萬(wàn)噸廢棄粗對(duì)苯的環(huán)保處理量可資利用。玻璃鋼環(huán)保綠色設(shè)備、衛(wèi)浴設(shè)備、建筑裝飾裝修透光材料也有較快應(yīng)用。除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的 BM C 電器開(kāi)關(guān)外，地埋地纜管、光纜芯、絕緣子、絕緣梯架、電纜盤、電視絕緣插片、儀表箱、風(fēng)力發(fā)電葉片、發(fā)射房、潔凈模板等，是近年開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。不飽和聚酯樹脂主要分為增強(qiáng)和非增強(qiáng)兩大系列。近年來(lái)，我國(guó)不飽和聚酯樹脂制品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，增強(qiáng)與非增強(qiáng)用樹脂比例由原來(lái)的 70∶ 30 改變?yōu)?2020 年的 55∶ 45。全世界不飽和聚酯樹脂產(chǎn)量已達(dá)到 160萬(wàn)噸，用于玻璃鋼的不飽和聚酯太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 樹脂按 75%比例測(cè)算，全世界用于玻璃鋼基體材料的不飽和聚酯樹脂產(chǎn)量在 120萬(wàn)噸以上。如平時(shí)使用的玻璃鋼浴缸會(huì)很快被磨毛，玻璃鋼管道的耐磨性更加需要提高，人造大理石也因耐磨性和硬度差，遠(yuǎn)不及天然大理石而失去其應(yīng)有的生命力。 (4)苯乙烯含量高的樹脂往往不適合接觸成型，因樹脂收縮率過(guò)大、黏度太低；苯乙烯含量太低時(shí)，樹脂不能充分固化，通用樹脂采用苯乙烯的含量為 35%時(shí)效果最好。若順酐 /苯酐的摩爾比降低，由此制成的聚酯樹脂將最終固化不良，制品的力學(xué)強(qiáng)度下降。工業(yè)上用的不飽和酸是順丁烯二酸酐（簡(jiǎn)稱順酐）和反丁烯二酸，主要是順酐，這是因?yàn)轫橍埸c(diǎn)低，反應(yīng)時(shí)縮水量少（較順?biāo)峄蚍此嵘?1/2 的縮聚水），而且廉價(jià)。從 UPR 成型工藝來(lái)說(shuō) , 不飽和聚酯樹脂可以采用手糊成型、模壓成型、注射成型等工藝 , 特別是注射成型工藝的發(fā)展 , 促使了不飽和聚酯樹脂行業(yè)的快速發(fā)展。不飽和聚酯樹脂可以用通式 ( 1 ) 表示 : 式中 , R1 代表二元醇 , 可選丙二醇、乙二醇、新戊二醇 。不飽和聚酯樹脂 ( UPR) 是由不飽和二元酸、飽和的二元酸、二元醇經(jīng)縮聚反應(yīng)而生成的線性高分子化合物。并通過(guò) SEM分析了拉伸斷面纖維與基體材料的纖維結(jié)構(gòu)和斷裂情況。 測(cè)量了 CF/UPR 復(fù)合材料的力 學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度），分別研究了不同纖維用量和不同的纖維表面處理對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。 關(guān)鍵詞： 不飽和聚酯 ,碳纖維 ,表面處理 ,力學(xué)性能 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 Study on structure and performance of unsaturated polyester posite reinforced carbon fiber Abstract: In this article,the carbon fiber reinforced unsaturated polyester and the carbon fiber was treated by surface soakage with concentrated nitric acid. The mechanical performances (Tensile strength,Flexural strength and Impact strength ) of CF/UPR posite were effects of the contents of different fibers and the processing time of different fibers on the mechanical properties of CF/UPR posites. As well as the fracture surfaces of the posite, were studied by means of SEM. Results show that Tensile strength,Flexural strength and Impact strength increased with increasing processing time of carbon fiber .Tensile strength of carbon depressed when a small amount of fiber to the mass fraction of the fiber was higher than 3%,The mechanical performances increased with increasing carbon fiber . Keywords:Unsaturated Polyester Resin(UPR), Carbon Fiber, Surface Treatment , Mechanical Properties 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 I 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 目 錄 1. 前言…………………………………………………………………………………… 1 不飽和聚酯 …………………………………………………………………………… 1 概述 ………………………………………………………………………………… 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………………………… 2 不飽和聚酯的固化機(jī)理 …………………………………………………………… 4 191不飽和聚酯 ……………………………………… …………………………… 5 碳纖維 ………………………………………………………………………………… 6 概述 ………………………………………………………………………………… 6 碳纖維的結(jié)構(gòu)與性能 ……………………………………………………………… 7 瀝青基碳纖維 ……………………………………………………………………… 9 碳纖維表面處理方法 …………………………………………………………… 10 研究目的及意義 …………………………………………………………………… 13 2. 試驗(yàn)部分 …………………………………………………………………………… 14 主要試驗(yàn)原料和設(shè)備 ……………………………………………………………… 14 試驗(yàn)原料 ………………………………………………………………………… 14 試驗(yàn)設(shè)備 ………………………………………………………………………… 14 試驗(yàn)配方 …………………………………………………………………………… 15 試驗(yàn)流程 …………………………………………………………………………… 15 試 驗(yàn)流程圖 ………………………………………………………………………… 16 表征 ………………………………………………………………………………… 17 不飽和聚酯固化過(guò)程溫度變 …………………………………………………… 17 力學(xué)性能測(cè)試 ……………………………………………………………………… 17 結(jié)構(gòu)表征 …………………………………………………………………………… 17 3. 結(jié)果分析 …………………………………………………………………………… 18 不飽和聚酯樹脂 固化過(guò)程溫度變化 ……………………………………………… 18 碳纖維處理時(shí)間為變量 …………………………………………………………… 19 碳纖維含量為變量 ………………………………………………………………… 27 碳纖維取向與力學(xué)性能的關(guān)系 …………………………………………………… 29 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 II 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 4. 結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 31 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………… 32 致謝 ………………………………………………………… …………………………… 34 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 概述 聚酯是主鏈上含有酯鍵的高分子化合物的總稱，是由二元醇或多元醇與二元酸或多元酸縮合而成的，也可從同一分子內(nèi)含有羥基和羧基的物質(zhì)制得。飽和二元酸種類有 : 間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、長(zhǎng)鏈飽和脂肪二元酸等。從分子式可以看出 , 在未發(fā)生固化之前 , 不飽和聚酯是線形分子。 不飽和二元酸，不飽和聚酯中的雙鍵都是由不飽和二元酸提供的。 (2)不飽和酸和飽和酸的比例，以由順酐、苯酐和丙二醇縮聚而成的通用不飽和聚酯為例，其中順酐和苯酐是等摩爾比投料的，若順酐 /苯酐的摩爾比增加，則會(huì)使最終樹脂的凝膠時(shí)間、折射率和黏度下降，而固化樹脂的耐熱性提高，以及一般的耐溶劑、耐腐蝕性能也提高。樹脂固化后具有良好的物理與化學(xué)性能。不飽和聚酯樹脂基復(fù)合材料雖然有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但樹脂基本身硬度較低，莫氏硬度一般只有 2級(jí)左右（ 相當(dāng)于石膏的硬度）；抗沖擊性差，表面易開(kāi)裂；耐磨性也較差。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 不飽和聚酯樹脂（ UP）作為熱固性玻璃鋼的基體材料，近 20 年來(lái)在全世界取得了迅速發(fā)展。我國(guó)玻璃鋼市場(chǎng)欣欣向榮，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)不飽和聚酯樹脂向多品種、多用途方向發(fā)展，開(kāi)發(fā)出如拉擠樹脂、 RTM用混雜樹脂、乙烯基樹脂、膩?zhàn)訕渲?、瑪瑙樹脂、高氧指?shù)阻燃樹脂、噴涂樹脂、柔性樹脂等，另一特點(diǎn)是澆鑄用、涂料用樹脂產(chǎn)量急劇上升，但與國(guó)外相比還存在著差距。 不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂的主要品種之一，應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通以及運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。 去年我國(guó)增強(qiáng)用不飽和聚酯樹脂的用量也已達(dá)到 26萬(wàn)噸。玻璃鋼冷卻塔是常盛不衰的產(chǎn)品。另外，利用聚酯切片下腳聚對(duì)苯二甲酸及其衍生物生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂也于近年研發(fā)成功。 不飽和聚酯產(chǎn)業(yè)化前景 :隨著我國(guó)不飽和聚酯樹脂的應(yīng)用范圍的擴(kuò)展， 目前，不飽和聚酯樹脂 (簡(jiǎn)稱 UPR)的生產(chǎn)已有相當(dāng)規(guī)模，隨著不飽和聚酯樹脂產(chǎn)量與品種的不斷提高與增加，不飽和聚酯樹脂制品已滲入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。 鏈引發(fā) —— 從過(guò)氧化物引發(fā)劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團(tuán)上的過(guò)程。 鏈轉(zhuǎn)移 —— 一個(gè)增長(zhǎng)著的大的游離基能與其他分子，如溶劑分子或抑制劑發(fā)生作用，使原來(lái)的活性鏈消失成為穩(wěn)定的大分子，同時(shí)原來(lái)不活潑的分子變?yōu)橛坞x基。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 值得注意的是，在聚酯分子結(jié)構(gòu)中有反式雙鍵存在時(shí)，易發(fā)生第三種反應(yīng)，也就是聚酯分子與聚酯分子之間的反應(yīng)，這種反應(yīng)可以使分子之間結(jié)合的更緊密，因而可以提高樹脂的各項(xiàng)性能。 （ 2）硬化階段（ B 階段）：從樹脂凝膠以后算起，直到變成具有足夠硬度，達(dá)到基本不粘手狀態(tài)的階段。該階段中，樹脂既不溶解也不熔融。 191不飽和聚酯的合成 191聚酯樹脂是較典型的通用型樹脂。其配方見(jiàn)表 。 碳維纖 概述 丙二醇 順 酐 苯 酐 160~210℃ 阻聚劑 主釜縮聚 石 蠟 70~80℃ 光穩(wěn)定劑 稀釋釜混溶 苯乙烯 成品 太原工業(yè)