复合材料物理和化学性能的复合规律

复合材料物理和化学性能的复合规律第1页，共19页，2023年，2月20日，星期四§8.1复合材料的物理性能一、密度P141式（8.1）第2页，共19页，2023年，2月20日，星期四设基体在复合材料中的质量分数为，则：P141式（8.2）第3页，共19页，2023年，2月20日，星期四二、热性能材料的热性能通常指材料的热基础物性和耐热性。1、热基础物性⑴热膨胀系数参见P142表8.1和表8.2⑵导热系数理想情况：第4页，共19页，2023年，2月20日，星期四实际情况：其中——爱因斯坦系数——填料的最高填充容积分数

P143式（8.5）第5页，共19页，2023年，2月20日，星期四⑶比热P143式（8.6）填料的质量比热一般比聚合物稍小，复合材料的质量比热比单一聚合物的稍小，填料质量比热的计算，见P144（Kapp计算法）。2、耐热性表征聚合物基体耐热性的物理量是玻璃化温度Tg（对结晶性聚合物则是熔点Tm）在实际应用中，常以热变形温度（1.86MPa或0.46MPa受压负荷下）、维卡软化点温度、马丁耐热等物理量作为材料耐热性的指标。第6页，共19页，2023年，2月20日，星期四第7页，共19页，2023年，2月20日，星期四材料热变形温度（℃）0.46MPa1.86MPaPP10560PP/滑石粉（30%）14595PP/GF(20%)162150尼龙－6619070尼龙－66/GF(30%)255250AS10090AS/GF(30%)115105热变形温度的负荷依赖第8页，共19页，2023年，2月20日，星期四3、光学性能(自学)第9页，共19页，2023年，2月20日，星期四聚合物热分解-Q1不燃物可燃物熔融物焦热反馈+O2烟气体碳粒热散失燃烧热散失+Q2§8.2复合材料的燃烧特性一、聚合物的燃烧特性第10页，共19页，2023年，2月20日，星期四阻燃性判据——氧指数（OI）氧指数（OI）：聚合物着火后，刚够维持燃烧时氧气在试验气体（氧、氮混合气体）中的最小体积百分含量。试验条件：25℃，气流速度为4±1cm/s阻燃性级别确定：水平燃烧、垂直燃烧空气中O2的含量为21%。聚合物的氧指数低于21，易燃；高于27，难燃。第11页，共19页，2023年，2月20日，星期四第12页，共19页，2023年，2月20日，星期四二、填料对聚合物基复合材料燃烧性的影响1、三氧化锑第13页，共19页，2023年，2月20日，星期四第14页，共19页，2023年，2月20日，星期四三氧化钼和钼酸锑等钼化合物通常被用作PVC和含卤聚酯等塑料的阻燃剂。2、钼化物钼化物具有抑制燃烧时发烟的特点第15页，共19页，2023年，2月20日，星期四第16页，共19页，2023年，2月20日，星期四用作聚合物阻燃添加剂的含磷化合物是多种多样的，例如，红磷、多磷酸铵、有机磷酸酯和亚磷酸酯、含磷聚合物等等。3、含磷化合物含磷化合物对成焦聚合物的阻燃效果好。4、氢氧化物含磷化合物的阻燃效果见下页表8.9氢氧化物阻燃剂主要有：氢氧化铝、氢氧化镁第17页，共19页，2023年，2月20日，星期四第18页，共19页，2023年，2月20日，星期四§8.3复合材料的耐化学性耐化学性主要指耐酸、碱、盐。一、玻璃钢的耐腐蚀性1、玻纤——聚合物基体的界面粘接2、界面对玻璃钢耐水性的影