聚合物基复合材料

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1、一、1、复合材料定义（ISO、GB3961）及定义包含的内容（ISO)：有两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。国标GB3961：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。定义包含的内容:(1)复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相

2、之间存在着界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料2、有机纤维碳化法将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰纤维；在惰性气氛中，于高温下进行焙烧碳化，使有机纤维失去部分碳和其它非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状物。3、复合材料的分类按增强材料形态分类:连续纤维复合材料、短纤维复合材料、粒状填料复合材料、编织复合材料按增强纤维种类分类:玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、玄武岩纤维复合材料、有机纤维复合材料金属纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料按基体材料分类:环氧树脂基、酚醛树脂基、聚氨酯基、聚酰

3、亚胺基、不饱和聚酯基以及其他树脂基复合材料按材料作用分类:结构复合材料、功能复合材料4、聚合物基复合材料的主要性能和目前存在的缺点：主要性能：1轻质高强（比强度、比模量大）2可设计性好3具有多种功能性4过载安全性好5耐疲劳性能好6减振性好（非均相多相体系）存在的缺点：(1)材料工艺的稳定性差(2)材料性能的分散性大：材料和产品是同时完成的，许多因素会影响到每一步的性能，质量不易控制(3)长期耐温与耐环境老化性能不好(4)抗冲击性能低：大多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小，纤维增强复合材料是脆性材料，

4、抗冲击性低(5)横向强度和层间剪切强度不好等二、1、聚合物基复合材料的增强材料应具有的特征：（1）增强材料应具有能明显提高树脂基体某种所需特性的性能，如高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、低热膨胀性等，以赋予树脂基体某种所需的特性和综合性能。（2）增强材料应具有良好的化学稳定性。在树脂基复合材料制备和使用过程中其结构组织和性能不发生明显的变化和退化。（3）与树脂有良好的浸润性和适当的界面反应，使增强材料与树脂基体有良好的界面结合。（4）价格低廉。3、关与玻璃结构的假说：微晶结构假说、网络结构假说

5、2、玻璃纤维的分类以玻璃原料成分分类：有碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维、特种玻璃纤维以单丝直径分类：粗纤维、初级纤维、中级纤维、高级纤维以纤维外观分类：连续纤维（有捻粗砂、无捻粗纱）、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉、磨细纤维以纤维特性分类：高强度纤维（S玻纤）、低介纤维（D玻纤）、耐化学药品纤维（C玻纤）耐电腐蚀纤维（E-CR玻纤）、耐碱玻纤（AR玻纤）4、“微裂纹假说”的内容微裂纹假说认为，玻璃的理论强度取决于分子或原子间的引力，其理论强度很高，可达到2000~l2000MPa。但通常情

6、况下，玻璃或玻璃纤维的实测强度很低。这是因为，在它们当中，存在着数量不等，尺小不同的微裂纹，从而大大降低了其强度。微裂纹分布在玻璃或玻璃纤维的整个体积内，但以表面的微裂纹危害最大。由于微裂纹的存在，使玻璃在外力作用下受力不均，在危害最大的微裂纹处，产生应力集中，从而使强度下降。5、碳纤维的制造方法：气相法、有机纤维碳化法6、关于晶须高强度的解释Ａ、它的直径非常小，不能容纳使晶体削弱的空隙、位错和不完整等缺陷。Ｂ、晶须材料的内部结构完整，使它的强度不受表面不完整性的严格限制。四、1、不饱和聚酯树脂的

7、性能（1）良好的加工特性，可以在室温下固化，常压下成型，不释放出任何小分子副产物;（2）树脂粘度适中，可以采用多种加工成型方式（手糊、喷射、拉挤、注塑、缠绕等），工艺装置简单，工业上称之为接触成型或低压成型热固性树脂；（3）固化时体积收缩率大，耐热性差，固化后的树脂综合性能较好，但力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂。（4）价格比环氧树脂低的多，只比酚醛树脂略贵一些。2、不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯、聚酯的定义不饱和聚酯树脂：是指分子链上具有不饱和键（如双键）的聚酯高分子。更准确的定义：不饱和聚酯在乙烯基

8、类交联单体（eg.苯乙烯）中形成的液体树脂。不饱和聚酯：由不饱和二元酸（或酸酐）、饱和二元酸（或酸酐）与二元醇（或多元醇）缩聚而成的具有酯基和双键的线性高分子化合物。聚酯：由二元酸（或酸酐）或多元酸与二元醇或多元醇缩合而成的主链上含有酯键的高分子化合物。3、不饱和聚酯树脂的合成方法熔融缩聚法、溶剂共沸脱水法、环氧化合物法。工业上则分为一步法和两步法4、合成通用不饱和聚酯的原料？采用的理由？饱和二元酸、苯酐：①调节不饱和聚酯中双键的密度，增加树脂的韧性②降低不饱和聚酯的结晶性③改善在