热塑性复合材料课件.ppt

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1、课件10.1.1热塑性复合材料的分类及特性第十章热塑性复合材料10热塑性复合材料及其工艺理论基础定义热塑性复合材料(FiberReinforcedThermoPlastics,FRTP)是指以热塑性树脂为基体，以各种纤维为增强材料而制成的复合材料。10.1热塑性复合材料的发展概况10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件10.1.1热塑性复合材料的分类及特性第十章热塑性复合材料分类按树脂基体及复合后的性能高性能复合材料通用型复合材料以优良纤维增强高性能热塑性树脂eg：碳纤维、芳纶纤维聚苯硫醚、聚醚酮特点：比强度、比模量高，能在200℃以上的高温下

2、长期使用以玻纤及其制品增强一般通用的热塑性树脂eg：PP、PE、PVC课件第十章热塑性复合材料增强材料在复合材料中的形状短纤维增强热塑性复合材料连续纤维增强热塑性复合材料长纤维粒料短纤维粒料长0.2～0.7mm，均匀无定向分布在树脂基体中，纤维含量30％，力学性能各向同性连续纤维毡或布，按铺层方向分布，属非均质材料一般说，用连续纤维增强的热塑性复合材料的力学性能优于短纤维增强的复合材料。10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件第十章热塑性复合材料热塑性复合材料的特性(1)密度小、强度高(2)性能可设计性ρ钢＝7.8g/cm3,ρ热固性CM＝1.

3、7～2.0g/cm3ρ热塑性CM＝1.1～1.6g/cm3与热固性复合材料相比，热塑性树脂种类多，可选择性大，其可设计性好。热塑性复合材料的物理性能、化学性能及力学性能都可以根据使用要求，通过合理的选择材料及工艺来设计。10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件第十章热塑性复合材料(3)耐热性一般地其耐热性比热固性树脂差。热塑性复合材料耐热性一般在50~100℃以下。用玻纤增强后的热塑性塑料的使用温度可大大提高。例如：尼龙6的热变形温度为50℃左右，增强后可提高到190℃以上，高性能热塑性复合材料的耐热可达250℃以上。线膨胀系数比未增强塑料低1

4、/4~1/2，可降低制品成型过程中的收缩率，使产品的尺寸精度提高。导热系数：0.3～0.36w/m.k与热固性CM相当10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件第十章热塑性复合材料(4)耐化学腐蚀性CM的耐化学腐蚀性能一般取决于基体材料的特性。热塑性树脂的耐腐蚀品种较热固性树脂多。耐腐蚀性较好的热塑性树脂有：氟塑料、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等。热塑性复合材料的耐水性普遍比热固性复合材料好10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件第十章热塑性复合材料(5)电性能(6)加工性能CM的电性能取决于树脂基体和增强材料的性能，其电性能可以根据使用

5、要求进行设计。热塑性CM具有良好的介电性能，优于热固性CM，不受电磁作用，不反射无线电波。热塑性CM的工艺性能优于热固性CM，它可以多次成型，废料可回收利用等。10.1.1热塑性复合材料的分类及特性课件第十章热塑性复合材料10.1.2FRTP的成型方法(1)短纤维增强FRTP成型方法：1)注射成型工艺2)挤出成型工艺(2)连续纤维及长纤维增强FRTP成型方法1)片状模塑料冲压成型工艺2)预浸料模压成型工艺3)片状模塑料真空成型工艺4)预浸纱缠绕成型工艺5)拉挤成型工艺主要用途：汽车制造、机电工业、化工防腐、建筑工程等。10.1.2FRTP的成型方

6、法课件第十章热塑性复合材料10.2热塑性复合材料成型工艺理论基础FRTP的成型过程使物料变形或流动充满模具并取得所需形状保持形状成为制品FRTP成型的基础理论树脂基体的成型性能聚合物熔体的流变性成型过程中的物理和化学变化10.2FRTP的成型工艺理论基础课件第十章热塑性复合材料10.2.1树脂基体的成型性能1.可挤压性树脂通过挤压作用变形时获得形状和保持形状的能力。粘流状态注意：树脂只有在粘流状态时才能通过挤压而获得需要的变形。树脂的熔体流动速率与温度、压力有关。树脂的可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。剪切速率↑，熔体粘度↓挤压力↑，熔

7、体流动速率↑10.2.1树脂基体的成型性能课件第十章热塑性复合材料2可模塑性树脂在温度和压力作用下，产生变形充满模具的成型能力。取决于树脂流变性、热性能和力学性能等T↑，流动性↑充模能力强，易成型T过高，收缩率↑，易分解T过低，粘度↑，成型困难。P↑，流动性↑易成型P过高，易溢料和增加制品的内应力，脱模后变形。P过低，造成缺料，产生废品。10.2.1树脂基体的成型性能课件第十章热塑性复合材料3.可延展性高弹态聚合物受单向或双向拉伸时的变形能力线型聚合物的可延展性取决于分子长链结构和柔顺性拉伸在Tg附近，称为冷拉伸拉伸在Tg以上，称为热拉伸10.2

8、.1树脂基体的成型性能课件第十章热塑性复合材料4.热塑性聚合物的物理状态与温度关系玻璃态、高弹态、粘流态物态的变化受其化学组成，分子结构