聚合物基复合材料的增强材料的要求

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1、1、聚合物基复合材料的增强材料的要求：⑴应具有能明显提高基体某种所需特性的性能⑵增强材料本身应具有良好的化学稳定性。在复合材料制备和使用过程中其组织结构和性能不发生明显的变化和退化。 ⑶与聚合物有良好的浸润性和适当的界面反应，使增强材料与基体树脂有良好的界面结合。 ⑷价廉。 2、增强材料共分为四类：①　纤维及其织物②晶须③颗粒④小片状或板状3、复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态；纤维不仅能使材料显示出较高的抗张强度和刚度，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。4、芳纶纤维是指日前巳工业

2、化生产并广泛应用的聚芳酰胺纤维。国外商品牌号叫凯芙拉(Kevlar)纤维。芳纶纤维是对苯二甲酰与对苯二胺的聚合体，经溶解转为液晶纺丝而成。芳纶纤维材料的基体结构是长链状聚酰胺，即结构中含有酰氨键，其中至少85％的酰氨直接键合在芳香环上。键合在芳香环上刚硬的直线状分子键在纤维轴向是高度定向的，各聚合物链是由氢键作横向连结。这种在沿纤维方向的强共价键和横向弱的氢键，是造成芳纶纤维力学性能各向异性的原因，即纤维的纵向强度高，而横向强度低。树脂作为基体，芳纶纤维作为增强相所形成的增强塑料，简称KFRP，它在航空航天方面的应用，

3、仅次于碳纤维，成为必不可少的材料 5、芳纶纤维的力学性能 芳纶纤维的特点是拉伸强度高，冲击性能好，弹性模量高，断裂伸长高，密度小，因此它有高的比强度与比模量，芳纶纤维的热稳定性：芳纶纤维有良好的热稳定性，耐火而不熔，热膨胀系数具有各向异性的特点。 芳纶纤维的化学性能：芳纶纤维具有良好的耐介质性能，对中性化学药品的抵抗力一般是很强的，但易受各种酸碱的侵蚀，尤其是强酸的侵蚀，耐水性也不好6、芳纶纤维的性能特点：优异的拉伸强度、拉伸模量、低密度、优良的减震性能 、耐磨性、耐冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性、良好的耐化学腐蚀性能、

4、低膨胀、低导热、不燃、不熔、优良的介电性能、长期使用温度180度、吸湿、不耐酸碱7、聚乙烯纤维（Polyethylene,PE）四个特点：超轻、高比强度、高比模量、成本较低8聚乙烯纤维具有许多种优点如：高比强度、高比模量以及耐冲击、耐磨、自润滑、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等；聚乙烯纤维的不足之处：(1)熔点较低（约135℃）(2)高温容易蠕变。因此仅能在100℃以下使用。9、聚苯并双恶唑（PBO）纤维具有很好的耐热性能，无熔点，即使在高温下也不熔融，工作温度可达330℃左右。阻燃性好，高模量、高强，耐冲击应用：制

5、成纤维丝的应用，耐热垫材及高温滤材，消防服，增强材料及高性能帆布，防护服及体育用品，防弹抗冲击材料。应用问题：一是PBO纤维与树脂基体间界面结合较差，故要对其进行适当的表面处理，以改善其与树脂基体的界面粘结性能成为目前亟需解决的问题；二是纤维的抗压强度差。10、M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团，容易在分子间和分子内形成强烈的氢键。因此，其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。具有较高的耐热性，高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接。11、无机纤维：1、玻璃纤维2、特种玻璃纤维3、碳纤维4、硼纤维5

6、、氧化铝纤维　　6、碳化硅纤维7、氮化硼纤维　　8、其他纤维12、国外玻璃纤维的主要特点：Ａ、普遍采用池窑拉丝新技术；Ｂ、大力发展多排多孔拉丝工艺；Ｃ、用于玻璃钢的纤维直径逐渐向粗的方向发展，纤维直径为14--24um，甚至达27um；Ｄ、大量生产无碱纤维；Ｅ、大力发展无纺织玻璃纤维织物，无捻粗纱和短切纤维毡片所占比例增加；Ｆ、重视纤维--树脂界面的研究，偶联剂的品种不断增加，玻璃纤维的前处理受到普遍重视13、玻璃纤维的分类：从玻璃原料成分（　(1)无碱玻璃纤维(2)中碱玻璃纤维(3)有碱玻璃纤维(4)特种玻璃纤维）、

7、单丝直径（粗纤维：30um；初级纤维：20um;中级纤维：10~20um；高级纤维：3~10um(亦称纺织纤维)。对于单丝直径小于4um的玻璃纤维称为超细纤维。）、纤维外观及纤维特性等方面进行分类。14、无碱玻璃纤维(通称E玻纤)：是以钙铝硼硅酸盐组成的玻璃纤维，这种纤维强度较高，耐热性和电性能优良，能抗大气侵蚀，化学稳定性也好(但不耐酸)。最大的特点是电性能好，因此也把它称做电气玻璃。有碱玻璃称A玻璃，类似于窗玻璃及玻璃瓶的钠钙玻璃。此种玻璃由于含碱量高，强度低，对潮气侵蚀极为敏感，因而很少作为增强材料 15、单丝直

8、径不同，不仅使纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本16、玻璃纤维的拉伸强度比块状玻璃高许多倍（原因：Ａ、玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少。Ｂ、玻璃纤维的断面较小，随着表面积的减小，使微裂纹存在的几率也减少，从而使纤维强度增高。），但玻璃纤维的结构与玻璃相同。“微晶结构假说”和“网