热固性复合材料和热塑性复合材料

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1、热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在许多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：(1)酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西方化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能

2、。在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。⑵环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两方面的改性研究，一方面是改善湿热性能提高其使用温度;另一方面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。(3)双马来駄亚胺树脂复合材料:在双马来駄亚胺树脂复合材料中，由于双马来駄亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树

3、脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醯酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醞、聚飒等。而热塑性树脂复合

4、材料具有很多的特点，以下概述了一些热塑性树脂复合材料的特点。1）比强度高热塑性聚合物基复合材料的密度为1」・1.9g/cn?,仅为钢材的1/7-1/4,铝合金的2/5-2/3,钦合金的1/4-2/5左右。另外，热塑性树脂复合材料的力学强度一般低于以上的材料，但是由于其密度较低，因而热塑性树脂复合材料具有较高的比强度，能够用较小的单位质量承受更高的外加应力。2）性能可设计性自由度大热塑性树脂复合材料力学性能、物理性能和化学性能都可以通过合理选择原材料种类、配比以及适当的加工方法进行设计。由于热塑性树脂复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多得多，因此其选材设计自由度也要大很多

5、。3）热学性能优异由于引入了无机填料，热塑性树脂复合材料具有优异的热学性能。一般热塑性塑料的使用温度在50-100°C,用玻璃纤维增强后，可提高到100°C以上。热塑性聚合物复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4-1/2,从而能够降低制品成型过程中的收缩率，提高制品尺寸精度。4）耐化学腐蚀性热塑性树脂基的种类很多，一般都有耐化学腐蚀性的特点，热塑性聚合物基复合材料和他们的基体一般都会具有化学腐蚀性的优点。5）电性能一般热塑性聚合物复合材料都具有良好的介电性能，不反射无线电电波，透过微波性能良好。6）优异的抗疲劳性能热塑性聚合物基复合材料内部存在大量的界面，使用过程中即使

6、过载而造成少量纤维断裂。一方面，热塑性树脂基体一般具有一定的阻碍裂纹扩展的能力，从而在短期内不会使整个构件丧失承载能力，具有优异的破损安全性。7）废料回收利用由于热塑性塑料具有遇热可熔融的特点，所以这种复合材料可以重复加工成型，废品、边角料以及旧品都可以回收利用，进行再加工，这样对于环境起到了很好的保护作用。在以上优异性能和特点上，科研人员看准了热塑性树脂复合材料的性能可以与热固性树脂复合材料相媲美。同时，热塑性基体的良好韧性是它重要的技术优势，更吸引人的一方面就是其具有降低制备成本的潜力。3、热固性树脂基复合材料与热塑性树脂复合材料的比较在加工过程中，热固性树脂材料是经过

7、化学反应和邻近的支链通过共价键结合在一起，所以在此受热时是不会熔融变软的;而热塑性树脂材料则具有较高的分子质量和较大的熔体茹滞度，所以在制备相应的复合材料的时候，制备温度很大程度上要高于其自身的玻璃化转变温度。在比较了热固性树脂与热塑性树脂的不同后，表1.2阐述了热固性树脂复合材料与热塑性复合材料的不同点。4、热固性树脂预浸料的制备方法在制备热固性树脂预浸料的过程中，通常采用两种工艺方法，分别为溶液浸渍法和热熔法。(1)溶液浸渍法:溶液浸渍法则是要把树脂基体中的各个组份按规定的比例溶解到较低沸点的溶剂中，从而使溶液