树脂基复合材料研究进展

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1、先进树脂基复合材料研究进展摘要：本文介绍了颗粒增强、无机盐晶须增强、光固化等类型的树脂基复合材料，亦指出热固性、环氧树脂基复合材料，并简述了制备方法和新技术的应用。关键词：树脂基复合材料，颗粒增强，无机盐晶须增强，光固化，制备方法，新技术ADVANCETHERESEARCHOFPOLYMERMATRIXCOMPOSITESABSTRACT:Theparticulatereinforced、inorganicsaltwhisker,light-curedofresinmatrixcompositeswereintroducedinthispaper,thethermosett

2、ingandthermoplasticresinmatrixcompositeswasalsoshowinthepaper.Thispaperalsodiscussedtheapplicationofnewpreparationmethodandtechnology.Keywords:resinmatrixcomposites,particulatereinforced,inorganicsaltwhisker,light-cured,preparationmethod,newtechnology先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合

3、工艺制备而成，并具有明显优于原组分性能的一类新型材料。目前航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酞亚胺基复合材料[1]。树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性强等一系列优点，是轻质高效结构设计最理想的材料[2]。用复合材料设计的航空结构可实现20％一30％的结构减重；复合材料优异的抗疲劳和耐腐蚀性，能提高飞机结构的使用寿命，降低飞机结构的全寿命成本；复合材料结构有利于整体设计和制造，可在提高飞机结构效率和可靠性的同时，采用低成本整体制造工艺降低制造成本。可见复合材料的应用和发展是大幅提高飞机安全性、经济性等市场竞争指

4、标的重要保证，复合材料的用量已成为衡量飞机先进性和市场竞争力的重要标志。纤维增强树脂基复合材料是在树脂基体中嵌人高性能纤维，比如碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维等所制得的材料[3]。树脂基体可以分为热塑性树脂和热固性树脂两种，常用的热塑性树脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等;常用的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂和聚醋树脂等。由于纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等一系列优良特性，其在航空航天、汽车、建筑、防护、运动器材和包装等领域已有广泛的应用。然而新材料新技术的发展使人们对纤维增强复合材料的性能有了更高的期望，所以高性能纤维增强树脂基复

5、合材料依然是近年来的研究热点。1先进树脂基复合材料体系1.1纤维增强纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂基体两部分组成，纤维起承担载荷的作用，树脂均匀传递应力，界面在应力传递的过程中起到关键的作用，是纤维与树脂问应力传递的纽带．随着对复合材料界面性能研究的不断的深入，人们发现纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键台及纤维与树脂间的机械嵌合作用等因素对复合材料的性能影响显著，并以此设计出一系列提高界面粘接强度的方法，有效地提高了纤维复合材料的界面性能[4]．1.1.1碳纤维(CF)增强树脂基复合材料碳纤维以热碳化方式由聚丙烯睛、沥青或粘胶加工而成，具有高强度、高模量、优异的耐酸碱性和

6、抗蠕变性[4J。对碳纤维增强树脂基复合材料的研究主要集中在对纤维进行改性、对树脂基体进行改性和改善纤维和树脂基体的粘接性能这几个方面。1.1.2超高强度聚乙烯纤维(uHMPE)，超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是1975年由荷兰DSM公司采用凝胶纺丝一超拉伸技术研制成功并实现工业化生产的高强高模纤维。UHMWPE纤维中大分子具有很高的取向度和结晶程度，纤维大分子几乎处于完全伸直的状态，赋予最终纤维高强度、高模量、低密度、耐酸碱等优异性能，但是其低表面能、耐热性差等缺点影响了它的应用。对纤维进行接枝、辐照、涂层处理增强纤维和树脂的界面粘接作用，对树脂基体进行改性是UHMW

7、PE纤维增强树脂基复合材料的主要研究方向。1.1.3芳纶纤维(PPTA)芳纶作为一种高强、高模、耐高温型高性能有机纤维，在增强复合材料方面有重要应用，这些复合材料广泛应用于航空航天、国防军工、电子通讯、交通运输、土木建筑等领域。由于芳纶本身结构的特点，使得芳纶表面皇现较大的惰性，不利于芳纶与树脂粘接，导致芳纶与基体之间形成界面缺陷，限制了复合材料性能的提高。对芳纶纤维和树脂基体进行改性以提高芳纶纤维增强树脂基复合材料成为近年来研究方向。1.1.4刚性链结构的PBO纤维。PBO(聚对苯撑苯并二嗯哇)纤维具有优异的力学