聚合物基复合材料

1、1.1.1基本概念聚合物：由形成聚合物的低分子化合物甲烷(甲烷)、烯烃(乙烯)、乙炔(乙炔)碳水化合物等巨大链分子(聚合物或聚合物)构成的链分子(一个或多个低分子化合物聚合)构成的聚合度：大分子的链连结数。分子量：链链接分子量和聚合度的乘积。聚合反应：加成反应(反应过程没有副产品)、缩聚反应(反应过程产生低分子化合物)是否有反应副产品和聚合物收缩率的关系？2，PPT学习交流，大分子链分类(化学成分):A碳链大分子：骰子都是由碳原子组成的。b .杂链大分子：主体除碳外，还有O，N，S，P等C。元素有机大分子：主链中没有碳原子(Si，O，N，Al，B，P)，侧链是有机替代品。d .元素武器大分子：

2、主链没有碳原子，侧链没有有机替代品。3，PPT学习交流，1.1.2结构特征(1)聚合物链的结构：包括空间构成、结构和形式。a .聚合物链空间配置：指示聚合物链中的原子或原子团在空间中的排列方式。当分子链的侧基是氢原子时时，只有一个链结构。分子链测器除氢原子外，还包含其他原子或原子团时，根据分子链中所占的位置，有三种茄子空间结构。4，PPT学习交流，图4.1聚合物链的三个茄子空间构成，三个茄子空间构成：整个同构结构：其他原子或原子团仅在分子链的一侧形成同构结构：其他原子或原子团占据分子链两侧的不规则入口：其他原子或原子团在分子链的两侧不规则分布，5，PPT学习交流。两个原子可以在保持关键角度和关

3、键长度不变的情况下进行相对旋转，这称为单键内部旋转，结果聚合物链的空间形式称为聚合物链的形式。图4.2聚合物链的结构，6，PPT学习交流，实际聚合物链的结构高频链分段运动可以随时更改聚合物链的形式，使线性分子链在空间中卷曲。在拉动作用下拉伸，去除外力后，再收缩回原来的卷曲形状，使聚合物变得灵活。聚合物的灵活性主要受构成单键的元素、分子链的侧面或分支链、链连结数、温度等的影响。7，PPT学习交流，c .聚合物链的形式：线性和指化型：形成线性聚合物，也称为高弹性热塑性、热塑性、聚酯、尼龙、生胶等热塑性聚合物。交联和网络：由高强度和热固性聚合物(也称为热固性聚合物，例如酚醛裴秀智、环氧裴秀智等)组成

4、的体形聚合物。图4.3聚合物链的形式，8，PPT学习交流，(2)聚合物链中的聚合聚合物大分子表示分子间作用力(范德华力，对于氢键混合状态，称为结晶度区域)的可用结晶度百分比表示聚合物的结晶度。，图4.4聚合物的聚合状态(A和B为结晶结构，C为混合状态，D为非结晶状态)，9，PPT学习交流，聚合物结晶元素：冷却速度，单体复杂性，链空间配置和链形态冷却缓慢，单体简单，侧面基本原子或原子组极性， 内部缺陷等)杨氏模量：与温度相关(如果低于玻璃化转换温度，则系数高)，温度高于玻璃化转换温度热膨胀系数：随着温度的增加，非线性增长金属和陶瓷(环氧裴秀智50-100 x10-6/K，不饱和聚酯100-200

5、 x10-6/K) ，1.1.3聚合物的一般效能特性，11，PPT学习交流，赋予聚合物用作基本材料的要求(2)零件的外观。(3)保护加强体不受环境的副作用影响。(4)为发挥力功能，向加强体传递载荷。聚合物矩阵类型：(1)热硬化性裴秀智：加热软化、交联、不可逆环氧裴秀智、苯酚裴秀智、不饱和聚酯裴秀智、呋喃裴秀智(2)热塑性裴秀智：加热可变软或熔融、可逆聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛引起多种类型的固化剂和交联反应，形成不溶解、不融化的具有三维网状结构的高聚物。环氧树脂于20世纪30年代首次出现，20世纪40年代产业化，广泛用于碳纤维增强复合材料(PMC)，是PMC最重要的载体。13，PPT学习交

6、流，(2)环氧树脂的性能力学性能：固化后良好的力学性能传记性能：绝缘性好，高延展性，表面漏电，电弧化学稳定性：耐酸性，耐碱，含量剂等尺寸稳定性和环境耐久性(使用耐酶菌，湿热环境)附着力：结构的羟基及醚键对各种物质有很强的附着力。固化收缩：固化反应直接进行，没有释放水或其他挥发性副产品，固化收缩率低(低于)。15，PPT学习交流，()环氧树脂的分类环氧树脂的种类不同，可根据分子结构大体分为5茄子类别：收缩甘油醚环氧裴秀智，收缩甘油酯环氧裴秀智，收缩甘油胺环氧裴秀智，线性脂肪族环氧树脂，脂环族环氧树脂。复合材料行业最常用的是收缩甘油醚环氧树脂。牙齿中以二酚为基础的丙烷型环氧裴秀智(双酚A型环氧裴秀

7、智)为主，16，PPT学习交流，1.2.2酚醛树脂，定义：酚类和醛类的缩聚产物是通过苯酚和甲醛缩聚得到的树脂。性能：良好的机械强度，突出的瞬间高温去除性能应用节目：最古老的热固性裴秀智，但原料容易获得，合成方便，性能好，有广泛的修改空间。在玻璃纤维、碳纤维增强复合材料、航天工业方面，作为即时耐高温、有节制的结构材料，有着重要的用途(太空船、火箭、导弹等)。17，PPT学习交流，18，PPT学习交流，1.2.3不饱和聚酯裴秀智(UPR或UP)，(1)不饱和二元酸定义(或酸酐)(2)化学性质结构：骨骼主链具有聚酯链键和不饱和双键，高分子链两端具有酸性介质：水解是可逆的，可以抵抗酸性介质的侵蚀。碱性

8、介质：水解不可逆，耐碱性不良。19，PPT学习交流，(3)物理性质密度：约1.111.20 g/cm3，固化时体积收缩率高的耐热性：热变形温度约5060，耐热性最高120机械性能：拉伸、弯曲、压缩等强度未硬化的呋喃树脂有很多热塑性裴秀智和热硬化性能：固化后，呋喃裴秀智耐强酸(强酸硝酸和硫酸除外)、江珊、有机溶剂的侵蚀在高温下也很稳定，主要用作各种耐火本科生食物和浊度的强烈材料。环中有4个碳原子和1个氧原子，21，PPT学习交流，耐火本植皮材料：准备防腐蚀粘土，可用作化学设备内衬或其他内部植皮材料。耐热材料：玻璃纤维增强呋喃复合材料耐热性高于普通玻璃纤维增强酚醛复合材料，可长期使用约150年。与

9、环氧裴秀智或酚醛树脂混合变形：将呋喃树脂与环氧裴秀智或酚醛树脂混合，有助于提高玻璃纤维增强呋喃复合材料和制造中的工艺性能。广泛用于准备化学反应器的混合装置、储油罐和管道等化学设备。22，PPT学习交流，1.2.5硅裴秀智硅树脂是聚硅氧烷中分子量不高的热固性树脂。用这种树脂制成的玻璃纤维增强复合材料，在高温度范围(200250)下长期使用后，不仅能保持良好的电气性能，而且具有良好的电弧耐受性和疏水防潮性能。23，PPT学习交流，(1)热稳定性：耐热性和耐高温性均高，热稳定性范围达200250(SI-O键的键能363kJ/mol牙齿高)。(2)力学性能：硅树脂固化后的力学性能不高，在聚合物主链中引

10、入氯化苯可以提高力学性能。24，PPT学习交流，(3)传记性能：具有良好的传记绝缘性能(穿透强度、高压电弧和火花性能都很好)。受到电弧及火花作用时，树脂被分解，除去有机基团，表面剩余的二氧化硅也具有良好的传记性能。(4)疏水：吸水性很低。(水滴只能在表面滚动，不湿，所以即使在潮湿的环境下，复合材料性能也很好。)，25，PPT学习交流，(5)耐腐蚀性：硅裴秀智玻璃纤维增强复合材料浓度100%硫酸，10%盐酸，10%氢氧化钠，2%碳酸钠，3%过氧化氢。酒精、脂肪和润滑油对它的影响较小，但某些溶剂(如浓硫酸和四氯化碳、丙酮、甲苯)的耐受性较低。26，PPT学习交流，结构特征：线型，分支型，热软化或熔

11、化和可重复力学性能：明显的力学松弛现象；更大的破坏延伸率；抗冲击性好。电气性能：抗腐蚀介质的可靠、良好的绝缘性能例如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯-十二烯-苯乙烯(ABS裴秀智)等。1.3热塑性聚合物1.3.1热塑性聚合物，27，PPT学习交流，1.3.2聚烯烃包括聚乙烯(最大产量)，聚丙烯，聚苯乙烯，聚丁烯等1.3.3聚酰胺定义：分子链中包括酰胺组(尼龙)牙齿，PPT学习交流，1.3.4聚碳酸酯性能：硬度、韧性、阻燃性、耐热性、传记绝缘性产品包括应力裂纹、内容剂、水能力下降、高温下的水解、29、PPT学习交流、1.3.5聚甲醛定义：在分子链上(-CH2-O-) 优秀的机械性能

12、，耐化学性，王水和沸腾的氢氟酸(塑料王)，31，PPT学习交流，1.4橡胶是具有相当弹性的高分子化合物，与基于裴秀智的复合材料不同，橡胶基复合材料不仅具有轻质高强度的特性，还必须具有灵活性和巨大的弹性。 橡胶机复合材料主要用于准备轮胎，传动带等。，32，PPT学习交流，(1)聚合物气体的结构形式分类(最重要的分类方法)热固性裴秀智，热塑性裴秀智，橡胶复合材料，(2)按增强刚体类型加强纤维，加强晶须，粒子增强聚合物复合材料；(3)按增强纤维类型分类：玻璃纤维、碳纤维、芳香聚酰胺纤维、其他纤维增强聚合物基复合材料(4)基材料特性：一般型、耐化学介质腐蚀型、耐高温型、阻燃聚合物基复合材料、1.5聚合

13、物基复合材料分类，33，PPT学习交流，34， 2.1.1聚合物基复合材料准备工艺特性(1)材料形成和产品成型同时完成(简化产品结构、降低产品质量、减少工艺消耗)(2)方法多样性、工艺简便性、设备简单性、成本节约、基于2.1聚合物的复合材料准备方法分类、36 2.1.2聚合物复合材料整形方法分类() 图4.5复合材料产品的生产流程图，38，PPT学习交流，2.2聚合物为基础的复合材料制造工艺2.2.1预拌/预拌准备(1)预浸：定向阵列连续纤维浸渍裴秀智形成薄片半成品热硬化性预浸：滚筒缠绕方法，显示器阵列方法(设备不同)湿，预浸(2)预拌：工艺对象：不连续纤维浸渍或混合裴秀智产品特性：板材铸模塑料SMC)块模具塑料(BMC)注射模具塑料(IMC)，41，PPT学习通讯，2.2.2裴秀智液体涂层，强化材料包