【正文】 需加熱，酸性固化劑可室溫固化。價格最低。 改性： ? 引入柔性鏈。如：以苯胺或二甲 苯取代部分苯酚。 ? 硼酸改性酚。,應(yīng)用：,酚醛樹脂一般不與碳纖維復(fù)合，與玻璃纖維復(fù)合后，多用于電器絕緣材料。,2.熱塑性聚合物 與熱固性聚合物相比： ? 力學(xué)性能、耐熱性、抗老化性等都較差。 CH3 ⑴．聚丙烯 [ CH CH2 ]n 柔性無極性鏈。復(fù)合增強效果有限。 ⑵. 聚酰胺（尼龍）～CO(CH2)mCONH(CH2)nNH～ 鏈中含大量酰胺鍵，鏈間以氫鍵連接。使用溫度100℃，吸水率高。,(3)．聚碳酸酯 由雙酚A的鈉鹽與碳酸雙酰氯縮聚而成 剛性苯環(huán)，Tm = 225 ～ 250℃, Tg = 145℃；變形 小，抗蠕變，尺寸穩(wěn)定。,(4)．聚砜 以砜和苯環(huán)連結(jié)成硬性鏈，可在100～150℃下長期使用，Tg 200℃；S+6處于最高價，抗氧化，耐輻射；抗蠕變，尺寸穩(wěn)定。 可與碳纖維復(fù)合。 此外：耐高溫的聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺等雜環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，耐溫可達300～400℃，也常作為復(fù)合材料的基材。 與短纖維復(fù)合： 基體承載，宜選合金。3. 增強材料,玻璃纖維 低檔 20～40元/Kg 碳纖維 高檔 600～1000元/ Kg 芳綸纖維 中檔 200～400元/ Kg SiC纖維 B纖維 Al2O3纖維 金屬絲,金屬和陶瓷基,1. 品種 有堿玻璃纖維 A NaCaSi系普通玻璃（Na2O15%） 中堿玻璃纖維 Na2O (10.5～12.5%) 用量少 無堿玻璃纖維 E CaAlBSi系 用量大 高強玻璃纖維 S MgAlSi系 或B2O3系 高彈玻璃纖維 M S系中加入BeO,一. 玻璃纖維GF,2. GF的制備 →制玻璃球 →鉑金坩堝熔融 →小漏孔拉絲 （1020408孔） →涂浸潤劑 →并股成紗 →紡織成布、氈或帶。常用的有： 石蠟乳液 復(fù)合前須清除 聚醋酸乙烯酯 不必清除 改性有機硅類 不必清除,3.GF的性能 (1).力學(xué)性能 ? 抗拉強度：比塊玻璃高一個數(shù)量級； 直徑d↘, 強度↗；長度↗，強度↘。 因密度低～2.5，比模量高。 耐熱玻纖(石英，高硅氧) 1200℃,(3). 電性能 堿玻璃電絕緣性差，隨溫度、濕度↗，絕緣性↘。 (4). 耐蝕性 纖維比表面積大，化學(xué)穩(wěn)定性差。 ? 無堿玻璃耐水性好。 ? 無堿和中堿玻纖耐堿性相近。 具有重量輕、強度高、模量高、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、膨脹系數(shù)小、自潤滑、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點。,1．品種 分高強、高模、中模和低性能碳纖維 ? 聚丙烯腈基纖維 高、中性能碳纖維 ? 人造絲基(粘膠)纖維 ? 瀝青基纖維 低性能碳纖維 ? 其它(多環(huán)結(jié)構(gòu)的天然纖維),原料選擇原則：,C鏈結(jié)構(gòu)，雜鏈結(jié)構(gòu)只能成碳黑。 主鏈內(nèi)含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)、硬性、結(jié)晶度高的纖維。 氧化穩(wěn)定：低溫，～400℃ ，防止熱塑化。 石墨化： 2000～3000℃，亂層環(huán)結(jié)構(gòu)向三維石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，形成 聚合碳結(jié)晶，并平行于軸向。但溫度過高強度反而下降。,3.CF 性能 ⑴．力學(xué)性能 ? 強度約為GF的2倍 ? 模量約為GF的3～5倍 ? 密度低1.7～2，所以比強度、比模量高。熱膨脹系數(shù)小，縱向為負。 ⑷．化學(xué)性能 耐酸堿性強，高溫抗氧化性差。,高強度有機纖維，由對苯二酰與對苯二胺縮聚而成。,Ⅱ型,Ⅰ型,三. 芳綸纖維KF,1．性能 ⑴．力學(xué)性能 ? 縱向拉伸強度與CF相當； 密度低1.44，比強度大。 ? 彈性模量CF KF GF ? 抗沖擊性能很好。,2. 應(yīng)用,航天航空：溫度不高的高強度結(jié)構(gòu)受力件 軍事：防彈器件 民用：高彈輕質(zhì)體育用品，纜索、輪胎、皮帶的加強纖維。 強度、模量與C纖維相近，耐高溫達1000℃，耐腐蝕、耐輻射。 特點：共價鍵，相容性好，與基體結(jié)合強度高。 拉伸強度不高～300MPa 突出特點：彈性模量高，相容性較好。 3.Al2O3纖維 熔融垂直拉單晶的方法制備，價貴。 抗拉強度比GF高3倍，電學(xué)性能優(yōu)良； 不足之處是密度高3.20g/cm3,4. 晶須 陶瓷晶須 金屬晶須 是目前強度最高的品種，接近理論強度，比相應(yīng)的長纖維高一個數(shù)量級。 價貴，用量有限。4. 復(fù)合界面,復(fù)合材料性能的關(guān)鍵取決于兩相的結(jié)合界面。 復(fù)合過程中，液體材料通過潤濕、滲透、 擴散和化學(xué)反應(yīng)形成一層成分、結(jié)構(gòu)不 同于兩相的過渡層微區(qū)——界面。 粗糙界面、低的表面能和低粘度，有利于物理結(jié)合。 非極性樹脂如：聚乙烯、聚丙烯。 CF表面極性差，經(jīng)氧化后可提高結(jié)合力。 樹脂基復(fù)合材料若不經(jīng)特殊處理，多為物理結(jié)合。 陶瓷基幾乎不以這種方式結(jié)合。 金屬與陶瓷基復(fù)合溫度較高，小分子和原子易于擴散，較常見。但當兩相親合力過強，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，界面形成較厚的脆性化合物時，性能反而下降。 金屬與陶瓷材料：化學(xué)鍵結(jié)合常見。尤其是高溫使用的材料，應(yīng)防止延續(xù)反應(yīng)。 要點：不同的復(fù)合體系應(yīng)采用不同的處理方法。 偶聯(lián)劑通式： R M – X M 中心離子 Cr+ Si+ Ti+3等高價金屬離子。如不飽和雙鍵、氨基、環(huán)氧、 巰基等。如：Cl、OH、 COOH、OCHOC2H5。 ? 沉積法 CVD沉積碳晶須。,4. 與金屬基復(fù)合的纖維 目的： 提高浸潤性，抑制化學(xué)反應(yīng)。 措施： ? 降低復(fù)合溫度，減少高溫停留時間。如CF、BF表面涂SiC。如Al2O3纖維鍍Cu、Ni等。5. 聚合物基復(fù)合材料,一. 基本性能 ? 具有較高的比強度和比模量。 ? 減振、隔音、保溫、隔熱。 ? 手工勞動強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定。低粘度，可室溫固化；價低，用量占80% 。 ⑶．酚醛玻璃鋼 耐熱性最好, 350℃長期使用，短期可達1000℃；電學(xué)性能好，耐電弧?？箾_擊性差，價格昂貴。 ? 抗拉強度與C纖維相當，沖擊強度遠高于C纖維； 振動衰減是玻璃鋼的4～5倍。,⑶、B纖維增強塑料 突出優(yōu)點是剛度好，價格比C纖維還貴。,芳綸纖維增強,C纖維增強,包括：材料設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計：確定構(gòu)件的最終構(gòu)型、幾何尺寸、組合關(guān)系等，使之 滿足力學(xué)性能，安全壽命，可加工性和經(jīng)濟性要求?？赡芤鸬膹姸?下降。 ? 構(gòu)件形狀限制：緊湊性、可靠性，施工性和經(jīng)濟性。 動載 抗沖擊強度。,2．原料選擇,原則：滿足性能要求，廉價，易于獲得。 150℃，聚酯或環(huán)氧 150～400℃，聚酰亞胺或雙馬來酰亞胺樹脂 內(nèi)裝飾件，酚醛樹脂（阻燃性好）,單層設(shè)計 目的：為層合板設(shè)計提供依據(jù) 強度、剛度。 ⑶、強度預(yù)測與核定 ? 橫向強度預(yù)測困難，以實驗為準。）,纖維量多，取決于纖維,纖維量少，取決于基體,? 縱向壓縮強度,取計算結(jié)果小者,最后以實驗校核為準,層合板設(shè)計 內(nèi)容包括：確定鋪層取向，鋪層順序，層合厚度。 均勻鋪設(shè)：相鄰層間角盡可能小，以防內(nèi)應(yīng)力過大。 邊緣包層 沖擊載荷區(qū)以0°層承載， ⊥45°層分散應(yīng)力均衡負荷。,結(jié)