功能复合材料-绪论课件

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1、功能复合材料主讲人：黄笔武周魏华E-mail:dramzwh@126.com个人介绍求学背景1998-2002兰州大学化学化工学院2002-2004中山大学高分子研究所2004-2007中山大学材料科学研究所年龄：28岁籍贯：浙江爱好骑自行车旅游和户外运动、听古典音乐和轻音乐Tobegoodfriends教学内容思路：以高分子化学与物理为基础，结合公司企业和科研机构，介绍功能复合材料要求：了解功能复合材料的种类与应用，设计的原理，掌握文献查阅的方法可生物降解复合材料组织工程材料阻燃功能复合材料纳米抗菌复合材料自修复功能复合材料导电功能复合材料梯度功能复合材料其它功能复合材料第一

2、章绪论金属材料有机高分子材料非金属无机材料改性合金材料复合材料金属合金高分子合金材料的三大领域复合材料复合材料基体材料：合成树脂，橡胶，石墨，金属填充、增强填料：纤维，晶须，硬质细粒发展历史稻草黏土钢筋混凝土玻纤增强塑料功能定义：两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料金属＋金属聚合物＋聚合物复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料树脂基复合材料碳/碳复合材料复合材料结构材料功能材料力学性能功能性功能复合材料：具有光、电、阻尼、磁、磨檫等性能的复合材料树脂基复合材料基体材料的发展热固性树脂热塑性树脂：包括PMMA,PE,PP,PS,PA,PET,PEEK酚醛树脂环氧树脂：与填

3、料的粘结性好不饱和聚酯树脂：与玻纤复合有机硅树脂：LED的封装填充、增强材料的发展酚醛树脂酚和醛在酸或碱催化剂作用下生成的聚合物液体中间产物不溶不熔固体含有羟基等基团苯基含量大环氧树脂双酚A型良好的工艺性能粘合力高收缩率小稳定性好机械强度高耐热、吸水性好酚醛多环氧树脂脂环族环氧树脂不饱和聚酯树脂酸＋醇酯＋水工艺性能好，固化后性能好，成本低固化收缩率大，耐热性差，成型时气味大，有一定毒性有机硅树脂硅树脂优点：耐热性、介电性、耐水性、耐腐蚀性、耐寒性缺点：力学性能相对较差应用领域：有机硅绝缘漆有机硅涂料有机硅胶粘剂有机硅塑料LED热塑性树脂聚乙烯树脂PE聚丙烯树脂PP聚氯乙烯树脂P

4、VC聚苯硫醚树脂PPS聚酰亚胺树脂PI聚醚醚酮树脂PEEK聚碳酸酯树脂PC聚酰胺树脂PA通用塑料工程塑料树脂基复合材料填充、增强材料的发展增强纤维天然植物纤维玻璃纤维石棉纤维合成高聚物纤维增强纤维合成高聚物纤维尼龙纤维聚酯纤维碳纤维金属纤维Kevlar纤维制作的高尔夫球棍碳纤维应用于宇宙飞船纳米粒子填料黏土：具有层状结构的蒙脱土SiO2TiO2纳米颗粒CaCO3纳米晶须TiO2CaCO3不具备增强效果的粉粒状填料经过纳米化后增强效果大大加强加工成型技术发展手糊成型拉挤成型模压成型热压罐成型母料法挤出、注塑树脂基复合材料的界面界面形成润湿、分散、相互作用固化过程基体基体表面层相互

5、作用区填充体表面层填充体本体界面问题如何解决基体与增强材料的粘结增强材料界面作用区基体结构物结构决定其力学性能改善复合材料界面的方法诱导界面结晶纳米材料制成弹性界面相聚合物包覆刚性粒子形成互穿网络IPN复合材料界面的设计复合材料界面黏附的力学性能化学性能的匹配酸、碱性的匹配热性能的匹配物理几何形貌匹配复合材料的应用广州地铁具有可生物降解功能的复合材料生物降解高分子在生态环境中，在微生物的作用下，或在人体或动物体内的组织，细胞，酶以及体液的作用下，其化学结构发生变化，导致分子量下降以及性能变化的高分子化合物。1954聚羟基乙酸被合成出来热性能差，易水解20年后PGA在医学上作为手

6、术缝合线而得到临床应用可降解吸收的高分子材料应用塑料制品医学材料控制药物释放的载体骨折固定材料手术缝合线基因传输载体可降解吸收的高分子材料来源天然高分子微生物合成的聚酯化学合成高分子淀粉纤维素α构象的葡萄糖β构象的葡萄糖胶原甲壳素丝素蛋白支链淀粉直链淀粉结构性聚合物，须经过化学改性才能应用Novamont公司：Mater-BWarner-Lambert公司：Novon微生物聚酯由各种微生物合成，作为碳和能源的储备物质积聚在细胞内的天然聚酯。热塑性改变R，热性能和力学性能均有较大变化P3HB/3HVPGA,PLLA,PLGAPCL聚烷基原酸酯和聚-羧酸酐化学合成高分子结构多样性性

7、能可调性医药、农业、环境保护等领域有较广的应用PGA,PLLA可降解吸收高分子优点：良好的生物相容性和可降解吸收性缺点：亲水性不够降解产物偏酸性机械强度保持时间不够HA：与人体骨骼理化和生物学性能类似，能被人体吸收并逐步转化为自体骨成分的骨移植替代材料聚乳酸/羟基磷灰石复合材料羟基磷灰石PLLA＋机械共混聚乳酸复合材料工业可提高材料的压缩强度聚乳酸/羟基磷灰石复合材料基体＋界面＋增强填料加入硅烷偶联剂原位聚合方法制备聚乳酸/羟基磷灰石复合材料原位聚合方式，得到了接枝的羟基磷灰石，再与PLLA