高性能树脂材料应用与研究

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1、咼性能树月旨基材米斗应用刖§总结复合材料的现实应用有以卜•几个方面：(1)宇航工业用作防热及结构材料如火箭喷管、鼻锥、人面积防热层；卫星构架、犬线、太阳能翼片底板、结合部件；机头，机前缘和舱门等制件；望远镜的测量构架，太阳能电池板和无线电天线。(2)航空工业用作主承丿J结构材料，如主翼、尾翼和机体；次承力构件，如方向舵、起落架、副翼、扰流板、发动机舱、整流罩及座板等，此外还冇C/C刹车片O(3)交通运输用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件；船舶和海洋工程用作制造渔船、快艇、快艇和巡逻艇，以及赛艇的桅杆、航杆、壳体及划水浆；海底电缆、

2、潜水艇、雷达罩、深海油B的升降器和管道。(4)运动器材用作网球、羽毛球、和壁球拍及杆、棒球、曲棍球和高尔夫球杆、自行车、赛艇、钓杆、滑雪板、雪车等。(5)土木建筑幕墙、嵌板、间隔壁板、桥梁、架设跨度人的管线、海水和水轮结构的增働、地板、窗櫃、管道、阚羊浮杆、面磁热嵌板、腿蚁IJ补强材料。(6)其它工业化工用的防腐泵、阀、槽、罐；催化剂，吸附剂和密封制品等。牛体和医疗器材如人造骨骼、才齿、韧带、X光机的床板和胶卷盒。编织机用的剑竿头和剑竿防静电刷。-其它还有电磁屏蔽、电极度、音响、减磨、储能及防静电等材料也已获得广泛应用选题碳纤维增强尼龙

3、66的研究聚酰胺（Polymaide,简称PA）俗称尼龙，是五大工程塑料之一，自1889年Gariel和Maass两人首先在实验室合成，已有100多年的历史。尼龙66不仅最先被开发出来，也是目前用量最大的工程塑料品种。因其大分子链中含有酰胺键，能形成氢键，具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小等特点，尼龙66在与其他工程塑料的激烈竞争中稳步迅速增长，从1998年至2002年的5年间，国内五大工程塑料市场需求保持30.3%的增长速度。但是尼龙66存在低温和干态冲击性能差，吸水性大等弱点

4、，使其应用领域受到一定限制，为适应工业发展的需要，国内外研制出更多综合性能优越，可满足特殊要求的改性尼龙材料，使普通工程塑料向高性能的工程塑料和功能塑料发展，对尼龙的增强增韧技术进行了研究，使其进一步高性能化、结构化和工程化。增强改性是在尼龙66中添加纤维、填料等具有增强作用的材料,使尼龙66的弯曲强度、拉伸强度等性能大幅度提高。具有增强作用的材料有纤维类、片状、针状超细（纳米）无机填料以及有机高聚物等。在PA66树脂中加入玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）、钦酸钾晶须短纤维、芳香族聚駄胺纤维（KF）、无机矿物填料等，不仅保持了PA树脂的

5、耐化学性、良好的加工性等固有优点，而且力学性能、耐热性有了大幅度提高，尺寸稳定性等也有明显改善。玻璃纤维是纤维增强复合材料中应用最为广泛的增强体，它具有成本低、不燃烧、耐热、耐化学腐蚀性好、拉仲强度和冲击强度高、断裂延伸率小、绝热性及绝缘性好等特点。玻纤的比强度和杨氏模量比PA66大10到20倍，线膨胀系数约为PA的1/20,吸水率接近于零，且有耐热和耐化学品性好等特点。因而国外对GF增强PA66的研究非常活跃，20世纪70年代，美国的杜邦公司开发出超强PA66,掀开了改性尼龙的新纪元。随着增强PA66中GF含量逐步提高。国内外对高GF

6、含量PA的研究较多，其中最典型研究应用部件是用增强PA66生产的汽车散热器水箱部件，作为冷却系统的重要工作部件。碳纤维是1959年日本人进藤昭男发明，具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特点，与玻璃纤维相比,模量高3-5倍，因而是一种获得高刚性和高强度尼龙材料的优良增强材料。碳纤维大致可分为通用型、高强型、高模型、高强高模型四大类。通用型碳纤维是指抗拉强度在0.6-1.2GPa,抗拉模量在30-40GPa左右，技术性能要求不高但价格要求便宜,广泛用于民用产品;高强型碳纤维的抗拉强度一般在3.0GPa以上，名牌号指标

7、也不相同,但抗拉模量要求较高，一般在300GPa以上,但对抗拉强度要求相对较低，主要用于要求形态稳定的部件,高强高模型碳纤维对抗拉强度和抗拉模量均要求很高，以口本公司生产的为例,抗拉强度达到3.92GPa,抗拉模量为588GPa・人们在改进不同种类的碳纤维复合材料加工方法和性能方面投入了大量的研究。从预浸树脂到模塑法加工，从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型，在碳纤维复合材料及制品制作方面积累了很多成功的经验。目前普遍认为，长（连续）纤维有高强、高韧方面的优越性,短切纤维有加工性好的特点。因此，长碳纤维复合材料在加工上完善成型工艺、短碳纤

8、维复合材料进一步提高力学性能是碳纤维复合材料发展的方向。根据碳纤维长度、表面处理方式及用量的不同，还可以制备综合性能优异、导电性能各异的导电材料，如抗静电材料、电磁屏蔽材料、面状发热体材料、电极材料等。因为