熱固性復(fù)合材料與熱塑性復(fù)合材料.doc

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1、.熱固性復(fù)合材料與熱塑性復(fù)合材料1熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料是應(yīng)用十分廣泛的復(fù)合型材料，這種材料是經(jīng)過(guò)復(fù)合而成，在許多高科技產(chǎn)品中都得到了廣泛的應(yīng)用與研究，例如在大型客運(yùn)機(jī)的應(yīng)用中，其不僅減輕了重量，并且還優(yōu)化了飛機(jī)的性能，減輕了飛機(jī)在飛行過(guò)程中的阻礙，熱固性樹(shù)脂具有非常優(yōu)異的開(kāi)發(fā)潛能，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)在其改性后得到更大的發(fā)展。典型的熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料分為以下幾種：（1）酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料:隨著對(duì)阻燃材料的強(qiáng)烈需求，美國(guó)西方化學(xué)公司，道化學(xué)公司等一系列大型化學(xué)公司都先后研制成功了新一代的酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料。其具有優(yōu)異的阻燃、低發(fā)煙、低毒霧性能和更加優(yōu)異的熱機(jī)械物理性

2、能。在制備這種具有阻燃效果的材料上，研究人員重新設(shè)計(jì)思路，在加入不飽和鍵等其他基團(tuán)條件下，提高了反應(yīng)速度，減少了揮發(fā)組分。使酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料在其應(yīng)用領(lǐng)域得到大力發(fā)展。(2)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料:由于環(huán)氧樹(shù)脂本身的弱點(diǎn)，研究人員對(duì)其進(jìn)行了兩方面的改性研究，一方面是改善濕熱性能提高其使用溫度;另一方面則是提高韌性，進(jìn)而提高復(fù)合材料的損傷容限。含有環(huán)氧樹(shù)脂所制備的復(fù)合材料己經(jīng)大力應(yīng)用到機(jī)翼、機(jī)身等大型主承力構(gòu)件上。(3)雙馬來(lái)酞亞胺樹(shù)脂復(fù)合材料:在雙馬來(lái)酞亞胺樹(shù)脂復(fù)合材料中，由于雙馬來(lái)酞亞胺樹(shù)脂具有流動(dòng)性和可模塑性，良好的耐高溫、耐輻射、耐濕熱、吸濕率低和熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)異性能，所以

3、這種樹(shù)脂則會(huì)廣泛運(yùn)用在絕緣材料、航空航天結(jié)構(gòu)材料、耐磨材料等各個(gè)領(lǐng)域中。(4)聚酰亞胺復(fù)合材料:聚酰亞胺復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度，比模量以及優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，主要可明顯減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。所以在航天航空領(lǐng)域得到了大力的發(fā)展和運(yùn)用。2熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料..頁(yè)腳..熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料:其自身中的基體是熱塑性樹(shù)脂，該類(lèi)復(fù)合材料是由熱塑性樹(shù)脂基體、增強(qiáng)相以及一些助劑組成。在熱塑性復(fù)合材料中最典型和最常見(jiàn)的熱塑性樹(shù)脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯樹(shù)脂、聚碳酸樹(shù)脂、聚甲醛樹(shù)脂、聚醚酮類(lèi)、熱塑性聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚颯等

4、。而熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料具有很多的特點(diǎn)，以下概述了一些熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的特點(diǎn)。1)比強(qiáng)度高熱塑性聚合物基復(fù)合材料的密度為1.1-1.9g/cm3，僅為鋼材的1/7-1/4,鋁合金的2/5-2/3,欽合金的1/4-2/5左右。另外，熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度一般低于以上的材料，但是由于其密度較低，因而熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度，能夠用較小的單位質(zhì)量承受更高的外加應(yīng)力。2)性能可設(shè)計(jì)性自由度大熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能都可以通過(guò)合理選擇原材料種類(lèi)、配比以及適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)。由于熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的基體材料種類(lèi)比熱固性復(fù)合材料多得多，因此其選材

5、設(shè)計(jì)自由度也要大很多。3)熱學(xué)性能優(yōu)異由于引入了無(wú)機(jī)填料，熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱學(xué)性能。一般熱塑性塑料的使用溫度在50-100℃，用玻璃纖維增強(qiáng)后，可提高到100℃以上。熱塑性聚合物復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)比未增強(qiáng)的塑料低1/4-1/2，從而能夠降低制品成型過(guò)程中的收縮率，提高制品尺寸精度。4)耐化學(xué)腐蝕性熱塑性樹(shù)脂基的種類(lèi)很多，一般都有耐化學(xué)腐蝕性的特點(diǎn)，熱塑性聚合物基復(fù)合材料和他們的基體一般都會(huì)具有化學(xué)腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)。5)電性能一般熱塑性聚合物復(fù)合材料都具有良好的介電性能，不反射無(wú)線電電波，透過(guò)微波性能良好。6)優(yōu)異的抗疲勞性能熱塑性聚合物基復(fù)合材料內(nèi)部存在大量的界面

6、，使用過(guò)程中即使過(guò)載而造成少量纖維斷裂。一方面，熱塑性樹(shù)脂基體一般具有一定的阻礙裂紋擴(kuò)展的能力，從而在短期內(nèi)不會(huì)使整個(gè)構(gòu)件喪失承載能力，具有優(yōu)異的破損安全性。7)廢料回收利用由于熱塑性塑料具有遇熱可熔融的特點(diǎn)，所以這種復(fù)合材料可以重復(fù)加工成型，廢品、邊角料以及舊品都可以回收利用，進(jìn)行再加工，這樣對(duì)于環(huán)境起到了很好的保護(hù)作用。在以上優(yōu)異性能和特點(diǎn)上，科研人員看準(zhǔn)了熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的性能可以與熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料相媲美。同時(shí)，熱塑性基體的良好韌性是它重要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更吸引人的一方面就是其具有降低制備成本的潛力。..頁(yè)腳..3、熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料與熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的比較在加工

7、過(guò)程中，熱固性樹(shù)脂材料是經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)和鄰近的支鏈通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合在一起，所以在此受熱時(shí)是不會(huì)熔融變軟的;而熱塑性樹(shù)脂材料則具有較高的分子質(zhì)量和較大的熔體茹滯度，所以在制備相應(yīng)的復(fù)合材料的時(shí)候，制備溫度很大程度上要高于其自身的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在比較了熱固性樹(shù)脂與熱塑性樹(shù)脂的不同后，表1.2闡述了熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料與熱塑性復(fù)合材料的不同點(diǎn)。4、熱固性樹(shù)脂預(yù)浸料的制備方法在制備熱固性樹(shù)脂預(yù)浸料的過(guò)程中，通常采用兩種工藝方法，分別為溶液浸漬法和熱熔法。（1）溶液浸漬法:溶液浸漬法則是要把樹(shù)脂基體中的各個(gè)組份按規(guī)定的比例溶解到