聚合物基复合材料复习要点-.doc

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1、聚合物基复合材料复习要点嘉兴学院高分子系■吴佰程報理八八第一章、概论复合材料的定义：复合材料是由两种或者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。「按增强材料形态：①连续纤维复合材料②短纤维复合材料③粒状填料复合材料④编织复合材料■按聚合物基体材料：环氧树脂基、酚醛树脂基、聚氨酯基、聚酰亚胺基、不阀和聚酯基以及其他树脂基复合材料复合材料的分类按增强纤维种类：玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、玄武岩纤维有机纤维复合材料、金属纤维复合材料和陶瓷纤维复合材料按材料作用：结构复合材料，用于制造受力构性的复合材料和功

2、能复合材料，具有各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、耐摩擦、屏蔽）的复合材料复合材料的基本性能：①综合发挥各组分材料优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能%1按对材料性能的需要进行材料的设计和制造%1可制成所需的任意形状的产品，避免多次加工工序聚合物基复合材料的主耍性能:①轻质高强②可设计性好③具有多种功能性④过载时安全性好⑤耐疲劳性能好⑥减震性好复合材料设计可分为三个层次：①单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能%1铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决

3、定层合板的性能%1结构设计：最后确定产品结构的形状和尺寸这三个设计层次互为前提、互相影响、互相依赖。材料设计和结构设计必须同时进行，并在一个设计方案中同时考虑。第二章、增强材料增强材料按物理形态:①纤维状增强材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等②片状增强材料③颗粒状增强材料玻璃结构比较靠谱的两种假说：①微晶结构假说②网络结构假说%1微晶结构假说认为,玻璃是由硅酸盐或二氧化硅的“微晶子”所组成,这种“微晶子”在结构上是高度变形的晶体，在“微晶子”Z间由无定形中间层隔离,即由硅酸盐过冷溶液所填充%1网络结构假说认为,

4、玻璃是由二氧化硅四面体、铝氧四面体或硼氧三面体相互连成不规则的三维网络,网络间的空隙由NaCCa2Mg"等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性能的基础,填充的N£、f等阳离子为网络改性物为什么玻璃纤维强度远大于块状玻璃？答：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，但实测强度很低，这是由于玻璃或玻璃纤维中存在数量不等、尺寸不同的微裂纹，这些微裂纹使玻璃或玻璃纤维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，从而它们强度下降。但玻璃纤维强度仍比块状玻璃高很多，这是因

5、为玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均匀性，不仅使得自身结晶度比块状玻璃高，而且使其微裂纹产生的机会减少。此外，玻璃纤维的断面较小，使微裂纹存在的概率也减少，从而减少应力集中，使纤维强度高。高强玻璃纤维的特点:頁径细、长度短、含碱量低、未老化、未疲劳、玻璃硬化快玻璃纤维耐热性好,但其耐磨性、耐折性、透光性、耐腐蚀性差(比表面积大)。二氧化硅或二氧化二铝含量越高、碱金属氧化物含量越低,玻璃纤维化学稳定性越好。玻璃纤维最广泛的两种生产工艺：①珀堰法拉丝工艺②池窑漏板法拉丝工艺玻璃纤维纱的规格①定量法:用质量为lg的原纱的长度表

6、示②定长法(TEX)：1000m长的原纱的质量(g);捻度:指单位长度内纤维与纤维Z间所加的转数玻璃纤维的表而处理：表而处理是在玻璃纤维表而覆一种表而处理剂，使玻璃纤维与合成树脂牢固地黏结在一起，以达到提高玻璃纤维性能的冃的。玻璃纤维表面处理方法：①后处理法②前处理法③迁移法%1后处理法:首先除去玻璃纤维表面的纺织型浸润剂,然后经处理剂溶液浸渍、水洗、烘干等工艺,使玻璃纤维表面被覆上一层处理剂。其主耍特点是：处理的齐道丁序都需耍专门的设备,投资大,玻璃纤维强度损失大,但处理效呆好,比较稳定，是冃前国内外最常用的处理方法%1前

7、处理法:这种方法是适当改变浸润剂的配方,使Z既能满足拉丝、退并、纺织各道工序的要求，乂不妨碍树脂对玻璃纤维的浸润和黏结。将化学处理剂加入到浸润剂中,即为增强烈浸润剂,这样，在拉丝的过程中处理剂就被覆到玻璃纤维表面上。前处理与后处理法比较,省去了复杂的处理T艺及设备,使用简便,避免了因热处理造成的玻璃纤维强度损失，是很适用的方法%1迁移法：是将化学处理剂直接加入到树脂胶囊中整体掺合,在浸胶同时将处理剂施丁玻璃纤维上,借处理剂从树脂胶液至玻璃纤维表而的迁移作用而与表而发生作用,从而在树脂固化过程中产生偶联作用碳纤维轻质、高强、高

8、模量、耐热、化学稳定性好、低电阻、高热传导系数、低热膨胀系数、耐辐射、X射线透过性好,还具有阻止中子透过性碳纤维的制造方法:①气相法②有机纤维碳化法1.气相法:在惰性气氛中小分子有机物(如坯、芳坯等)在高温下沉积成纤维。此方法只能制造晶须或短纤维,不能制造连续长丝。%1有机纤维碳化法:先将