【正文】 產(chǎn)品的成型工藝中需要加溫，這樣就對(duì)模具有耐溫要求，需要選擇耐溫更好的乙烯基體系模具膠衣和樹脂。 不飽和聚酯樹脂的分類及應(yīng)用 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 ? 按用途可分為 產(chǎn)品膠衣 和 模具膠衣 兩大類。 6） 高強(qiáng)型樹脂 這類樹脂具有高的強(qiáng)度和堅(jiān)韌性，主要用于纖維纏繞工藝制備的復(fù)合材料 不飽和聚酯樹脂的分類及應(yīng)用 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 7）膠衣樹脂 用于復(fù)合材料的膠衣層，以提高制品的外觀（美觀）、質(zhì)量和使用壽命。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 3） 耐化學(xué)型樹脂 這類樹脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐水性能，商品樹脂主要有雙酚 A型不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、間苯型不飽和聚酯樹脂和鹵代聚酯樹脂等。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 ? 按結(jié)構(gòu) :可分為鄰苯型、間苯型、對(duì)苯型、雙酚 A型、乙烯基酯型等； ? 按其性能 :可分為通用型、耐熱型、防腐型、自熄型、耐氣候型、高強(qiáng)型、低收縮型等； 不飽和聚酯樹脂的分類及應(yīng)用 1) 通用型樹脂 主要是鄰苯型不飽和聚酯樹脂，亦包括部分間苯型不飽和聚酯樹脂，大多用于手糊玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品。在水中水解為氯橋酸。 ? 能夠適合于纏繞等各種工藝。 ? 為了適應(yīng)耐高溫強(qiáng)度情況的需要，較多廠家對(duì)酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂進(jìn)行了改性，提高了樹脂的交聯(lián)密度和耐熱性能，具有優(yōu)良的耐酸、耐溶劑腐蝕性和抗氧化性能，適用于各種高溫強(qiáng)腐蝕情況，如脫硫裝置（ FGD）、高溫?zé)焽璧取? 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂 ? 將酚醛環(huán)氧樹脂引入乙烯酯樹脂的骨架中，合成的乙烯基酯樹脂一般稱酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 ?由于不飽和雙鍵位于聚合物分子鏈的端部，雙鍵非?；顫姡袒瘯r(shí)不受空間障礙的影響，可在有機(jī)過氧化物引發(fā)下，通過相鄰分子鏈間進(jìn)行交聯(lián)固化，也可與單體苯乙烯共聚固化 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 ?樹脂鏈中的 R基團(tuán)可屏蔽酯鍵，提高酯鍵的耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性； ?樹脂中 單位分子質(zhì)量中的酯鍵比普通不飽和聚酯少 35%~50%，提高了樹脂在酸、堿溶液中的水解穩(wěn)定性； ?樹脂鏈上的仲羥基與玻璃纖維或其它纖維的浸潤性和粘結(jié)性提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度； ?環(huán)氧樹脂主鏈，可賦與乙烯基樹脂韌性，分子主鏈中的醚鍵可使樹脂具有優(yōu)異的耐酸性。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 雙酚 A型不飽和聚酯 ?與鄰苯及間苯不飽和聚酯大分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)相比，分子鏈中易被水解破壞的酯鍵間距增大，降低了酯鍵密度； ?與苯乙烯等交聯(lián)劑共聚固化后的空間效應(yīng)大，對(duì)酯基起屏蔽保護(hù)作用，阻礙了酯鍵的水解； ?分子結(jié)構(gòu)中的新戊基，連接著兩個(gè)苯環(huán)，保持了化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，這類樹脂有較好的耐酸、耐堿及耐水解性能。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 ?迄今，國內(nèi)外用作復(fù)合材料基體的不飽和聚酯（樹脂）基體基本上是鄰苯二甲酸型（簡稱鄰苯型）、間苯二甲酸型（簡稱間苯型）、雙酚 A型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。 不飽和聚酯固化的特點(diǎn) 樹脂的固化：粘流態(tài)樹脂體系發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而轉(zhuǎn)變成不溶不熔的具有體型網(wǎng)絡(luò)的固態(tài)樹脂的全過程． 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 不飽和聚酯樹脂的固化過程： ?凝膠階段：從粘流態(tài)的樹脂到失去流動(dòng)性形成半固體的凝膠狀態(tài)，對(duì)成型工藝起決定作用，最重要階段。通常將引發(fā)劑加到樹脂中攪拌，再加入促進(jìn)劑攪拌均勻 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 有機(jī)過氧化物的協(xié)同效應(yīng) 多種有機(jī)過氧化物引發(fā)劑復(fù)合，改變樹脂固化工藝，以適應(yīng)自動(dòng)化、機(jī)械化、連續(xù)化生產(chǎn)的需要。 （ 3）組合促進(jìn)劑：一種促進(jìn)劑與另一種促進(jìn)劑組合將產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，縮短凝膠時(shí)間及固化時(shí)間。 ? 促進(jìn)劑的作用：不飽和聚酯樹脂用的有機(jī)過氧化物臨界溫度都在 60℃ 以上，不能滿足室溫固化要求，只有在還原劑（或氧化劑）的存在下，有機(jī)過氧化物分解的活化能才能顯著降低，這樣，有機(jī)過氧化物的分解溫度可在室溫下分解，因此，由引發(fā)劑與促進(jìn)劑組成的體系常稱為引發(fā)系統(tǒng)。這類體系用于連續(xù)成型的波形瓦、平板、拉擠、注射、預(yù)浸漬和 SMC（低溫、低壓）等成型工藝中。在常溫條件下穩(wěn)定的有機(jī)過氧化物和促進(jìn)劑組成的氧化 還原系統(tǒng)，如過氧化甲乙酮 環(huán)烷酸鈷及過氧苯甲酰 叔胺類。 半衰期：溫度一定，分解一半所需要的時(shí)間。ROO其他：過碳酸二脂、酮過氧化物等。 C)引發(fā) R O O RCC H 3C H 3O O CC H 3C H 3DCP CC H 3C H 3O O CH 3 CC H 3C H 3C H 3DTBP 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 c、過氧化二?；? 如：過氧化二苯甲酰 （ BPO ） ： 可單獨(dú)用作中溫引發(fā)劑， 也可與叔胺一起用作室溫氧化還原引發(fā)劑。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 引發(fā)劑 ：能使單體分子或含雙鍵的線型高分子活化而成為游離基并進(jìn)行連鎖聚合反應(yīng)。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 乙烯基甲苯：固化收縮低，沸點(diǎn)高，揮發(fā)性小，毒性小，產(chǎn)品柔韌性好。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 交聯(lián)劑的品種 ：苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲脂、鄰苯二甲酸二丙烯脂、三聚氰酸三丙烯脂。 不飽和聚酯樹脂 ：不飽和聚酯＋烯類交聯(lián)單體組成的溶液。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 不飽和聚酯樹脂 ?二元醇 二元醇為聚酯主要醇原料；一元醇用于控制分子鏈長；多元醇可得到高相對(duì)分子質(zhì)量、高熔點(diǎn)的枝化聚酯。 不飽和聚酯樹脂 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 飽和二元酸： 作用：調(diào)節(jié)雙鍵密度，增加韌性、降低結(jié)晶傾向，改善在乙烯基類交聯(lián)單體中的溶解性。s以上，直至成為不能流動(dòng)的、不粘手的類似凝膠狀物。 ?在酸性介質(zhì)中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕；在堿性介質(zhì)中，由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯耐堿性較差。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。 在聚酯化縮聚反應(yīng)結(jié)束后 ， 趁熱加入一定量的乙烯基單體 ，配成粘稠的液體 ， 這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂 。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 含有雙鍵，可在加熱、光照、高能輻射及引發(fā)劑作用下與交聯(lián)單體進(jìn)行共聚，固化成具有三維網(wǎng)絡(luò)的體型結(jié)構(gòu)。 ?隨著合成工業(yè)的發(fā)展和新的聚合方法的出現(xiàn)，種類和數(shù)量不斷增長。 ?彈性模量、斷裂伸長率與纖維相匹配 :基體的彈性模量對(duì)復(fù)合材料縱向拉伸、縱向壓縮性能的影響，可用縱向壓縮強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)基體性能的指標(biāo)。 高比強(qiáng)度、比剛度 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 纖維種類 熔點(diǎn) /℃ 密度 /(g/cm3) 拉伸強(qiáng)度 /Gpa 彈性強(qiáng)度 /Gpa E玻璃纖維 700 74 S玻璃纖維 840 84 碳纖維（高強(qiáng)） 3650 240 碳纖維（高模） 3650 450 氮化硼纖維 2980 90 碳化硅纖維 2960 200 增強(qiáng)用纖維的性能 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 對(duì)高性能復(fù)合材料的期望及開發(fā)現(xiàn)狀 ?對(duì)提高高溫特性、耐熱性的要求 樹脂基體的耐高溫性能較差， ?對(duì)改進(jìn)成型方法和成型技術(shù)的要求 高性能復(fù)合材料的開發(fā)現(xiàn)狀 ?開發(fā)新的高性能增強(qiáng)纖維 ?開發(fā)高性能纖維增強(qiáng)的成型方法和技術(shù) ?開發(fā)以混雜帶來的高性能化 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 第二章 基體材料 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 概述 ?復(fù)合材料是由增強(qiáng)材料和基體材料通過一定的成型工藝，經(jīng)過一定的物理和化學(xué)變化過程，復(fù)合而成的具有特定性狀的整體材料。增強(qiáng)材料的耐高溫性能好。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的特征 ?減震性能：強(qiáng)。 疲勞是材料在循環(huán)應(yīng)力作用下的性能。 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在復(fù)合材料中用的最多、最廣。 陶瓷基復(fù)合材料：以陶瓷材料（包括玻璃及水泥）為基體制成的復(fù)合材料。 其他，如各種天然織物纖維等。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的定義、命名及分類 ?按增強(qiáng)纖維種類分類 無機(jī)纖維（玻璃纖維、碳纖維及其他陶瓷纖維、礦物纖維）復(fù)合材料。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的定義、命名及分類 ?復(fù)合材料的分類： ?按增強(qiáng)材料的形態(tài)分類： 纖維狀復(fù)合材料：增強(qiáng)材料以纖維狀態(tài)分散于基體中，有連續(xù)纖維復(fù)合及短纖維或晶須狀復(fù)合兩類。 ?特點(diǎn)：基體 —— 連續(xù)相，起連接作用并傳遞應(yīng)力；增強(qiáng)相－－分散相，起承受應(yīng)力和顯示功能的作用；最終以復(fù)合的固相材料出現(xiàn)，通過復(fù)合使各組分性能互補(bǔ)，獲得原組分不具備的許多優(yōu)良性能。此外，生產(chǎn)成本及工藝也很重要。復(fù)合材料不僅應(yīng)用于一般的航空結(jié)構(gòu)件，更可用作承力結(jié)構(gòu)件。固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體使用的大都是高強(qiáng)中模碳纖維。 前蘇聯(lián)也開發(fā)了多個(gè)芳綸品種 ,如 CBM、 APMOC性能優(yōu)于美國。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的發(fā)展史 ? 利用纖維纏繞工藝制造固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體 ,是近代復(fù)合材料發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑 ,但玻璃鋼比強(qiáng)度仍不是很高 ,彈性模量也偏低 ,繼后已逐漸為芳綸及碳纖維復(fù)合材料取代。 ? 以天然材料為原料的復(fù)合材料：天然纖維與黏土、天然樹脂蟲膠與天然纖維、砂石水泥與鋼筋等。聚合物復(fù)合材料 石光教授、王玉海老師 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 教材及參考書 ?黃麗 陳曉紅 宋懷河 聚合物復(fù)合材料 中國輕工出版社 (教材） ?周曦亞 復(fù)合材料 化學(xué)工業(yè)出版社 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 第一章 緒論 復(fù)合材料的發(fā)展史 ? 天然復(fù)合材料：木材，骨骼、竹子、肌肉、貝殼及其它組織。 密質(zhì)骨基體中細(xì)小致密的納米羥基磷灰石 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 第一章 緒論 ? 復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)：取長補(bǔ)短、協(xié)同增效、特殊功能。 復(fù)合材料的發(fā)展史 玻璃鋼冷卻塔 電木板 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的發(fā)展史 復(fù)合材料作為航空航天領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體材料 ? 金屬材料是最早應(yīng)用的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體材料，其中主要是低合金鋼 .其優(yōu)點(diǎn)是成本低、工藝成熟、便于大批量生產(chǎn) ,特別是后來在斷裂韌性方面有了重大突破 ,因此即便新型復(fù)合材料發(fā)展迅速 ,但在質(zhì)量比要求不十分苛刻的發(fā)動(dòng)機(jī)上仍大量使用。因此自 70年代問世后立即用于美國 MX、 “ 潘興 2”等戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和各種航天用固體發(fā)動(dòng)機(jī) ,一度居于統(tǒng)治地位。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的發(fā)展史 ? 80年代中期以來，碳纖維開發(fā)迅猛發(fā)展 ,性能水平大幅度提高 ,抗拉強(qiáng)度由初期的 ,并且有了優(yōu)良的表面處理劑和樹脂基體的配合，強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率提高到 85~95,碳纖維的應(yīng)用使殼體強(qiáng)度和剛度大為改觀 ,而大規(guī)模生產(chǎn)又使碳纖維價(jià)格有了較大幅度的下降，因此當(dāng)前先進(jìn)固體發(fā)動(dòng)機(jī)均優(yōu)先選用碳纖維復(fù)合材料殼體。 ?隨著新型增強(qiáng)體及基體的應(yīng)用，復(fù)合材料的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。 ?復(fù)合材料的使用不僅限于增強(qiáng)力學(xué)性能，而是將按照對(duì)產(chǎn)品所提出的用途要求，通過復(fù)合設(shè)計(jì)使物料在電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱性能等方面與力學(xué)性能一樣達(dá)到綜合性能的提高。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 復(fù)合材料的定義、命名及分類 ?定義：把兩種以上宏觀上不同的材料，合理地進(jìn)行復(fù)合而制得的一種材料，目的是通過復(fù)合來提高單一材料所不能發(fā)揮的各種特性。如：碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料；或簡寫：碳 /環(huán)氧復(fù)合材料，或強(qiáng)調(diào)某一組成：碳纖維復(fù)合材料，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料等。 無紡織物（紙、氈、無紡布）復(fù)合材料。 陶瓷纖維（氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維等）復(fù)合材料。 金屬基復(fù)合材料：以金屬為基體制成的復(fù)合材料，如鋼基復(fù)合材料，鋁基復(fù)合材料，鈦基復(fù)合材料等。 功能復(fù)合材料：具有各種特殊性能（如阻尼、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、摩擦、屏蔽等）的復(fù)合材料。 ?抗疲勞性能：好。破壞前有明顯前兆。 ?高溫性能：好。 單向增強(qiáng)復(fù)合材料：纖維方向、垂直纖維方向的剪切強(qiáng)度都依賴于纖維剛性的增大而提高。 華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院材料科學(xué)研究所 概述 ?對(duì)基體材料性能的要求： ?與增強(qiáng)材料間的粘接性 ： 通