树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响
第27卷 第6期2007年12月
航 空 材 料 学 报
J OURNA L O F A ERONAU T ICAL MAT ER I AL S
V o l 27,N o 6 D ecember 2007
树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响
张宝艳, 李 敏, 陈祥宝
(北京航空材料研究院,北京100095)
摘要:提出浆料混合法配制热塑性树脂改性聚醚酮(PEK-C )增韧的双马树脂,研究浆料混合法配制的双马树脂及其T 700碳纤维预浸料的基本性能,并与传统热熔法进行比较。结果发现,与传统热熔法相比,浆料混合法显著提高树脂和预浸料的粘性和室温储存稳定性,预浸料由传统的无粘性变成粘性和可操作性良好,室温粘性和力学性能储存期由原来的20天提高到至少三个月以上,并且制备预浸料的涂布头温度和热压辊温度可降低30~40 左右,明显改进了预浸料的制备工艺。复合材料的力学性能和耐热性测试结果表明,改变树脂配制方法对复合材料的力学性能和耐热性没有影响。
关键词:双马树脂;浆料混合法;预浸料;碳纤维复合材料;低成本
中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2007)06-0059-05
收稿日期:2006-03-01;修订日期:2007-01-09作者简介:张宝艳(1967 ),男,研究员。
纤维增强双马来酰亚胺(简称双马,或B M I)树脂基复合材料以高比强、高比模、耐热性高、耐辐射、耐磨以及性能可设计性等许多优点在航空、航天、兵
器、舰船和汽车等领域得到普遍重视,并得到较广泛的应用
[1,2]
。保持双马树脂基复合材料的高韧性和
高耐热性等一直是该种材料过去和现在发展的主要目标。添加高性能热塑性树脂是双马树脂增韧改性的主要手段
[3~5]
。但是,传统的高性能(尤其是高韧
性)双马树脂体系的配制方法主要有如下两种:一种是采用极性溶剂将双马单体、共聚物和热塑性树脂同时溶解制备胶液。然后采用溶剂法(或称湿法)制备成预浸料;采用湿法制备预浸料时,需要使用大量的极性溶剂,对操作人员的身体健康会造成很大损害,对环境也十分不利,而且生产效率低,因而湿法制备预浸料技术越来越受到限制。另一种方法是先将热塑性树脂在高温下溶解于双马单体共聚物如二烯丙基双酚A 中后,再与双马来酰亚胺单体等混合溶解。由于双马来酰亚胺单体本身熔点较高而热塑性树脂又是分子量较大的聚合物,上述传统热熔法配制的纯树脂体系在室温下往往呈固体状态;尽管上述方法配制的树脂可以采用热熔技术制备预浸料,但是由于树脂粘度太高,热熔法制备预浸料十分困难,对工艺辅料如离型纸的耐热性等也有更高的要求,而由其制备的预浸料在室温下硬而无
粘性,铺覆性差,操作不便[5]
,给制备复杂复合材料
构件带来困难。同时,由于树脂体系的各组份分子间以分子级分散,体系反应活性较高,预浸料的室温力学性能储存期一般不超过一个月,所有这些阻碍
了高性能双马树脂基复合材料的更广泛应用。 本研究的目的是针对上述存在的问题,研制一种新型双马树脂体系的配制方法,可适用于热熔法制备预浸料,提高预浸料可操作性,延长预浸料的粘性储存期,改善预浸料制备工艺,适用于制备各种复杂和大型复合材料构件,为双马树脂基复合材料的扩大应用提供关键技术基础。
1 实验材料与方法
1.1 原料
二烯丙基双酚A (DABPA ),工业品,华东理工大学;二苯甲烷双马来酰亚胺(M B M I),工业品,湖北洪湖双马树脂厂;改性聚醚酮(PEK-C ),工业品,
苏州工程塑料厂;碳纤维T700SC -12000-50C (简称T700),日本东丽公司生产。1.2 双马树脂的配制
两种配制方法所用双马树脂体系的组成和配比完全一致,即MB M I DABPA PEK-C =100 87 20(重量比)。
传统热熔法:首先将DABP A 和PE K-C 混合并搅拌,加热到180 使PEK-C 完全溶解后冷却到150 左右恒温,加入MB M I 使其溶解后立即倒出,冷却至室温待用。
浆料混合法:首先将DABPA 加热到70~90
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第27卷
左右后,将经过气流粉碎机粉碎的PEK-C 颗粒和M B M I 颗粒加入,初步混合5m i n 后,将混合体系移到三辊混胶机上混合三遍。
1.3 预浸料制备
采用美国生产的12i n 热熔预浸机,参照表1设定工艺参数制备预浸料。
表1 B M I/T700预浸料制备工艺主要参数
T ab l e 1 P rocessi ng pa rame ters f o r m anufacturi ng B M I/T700prepregs
R esi n prepa ri ng me t hod T e mperature / P ressure of ro ller /M Pa
Sc rape r H eat p l a te 1#2#3#Speed /m m i n -1
T rad iti ona l ho tm e ltm i x i ng 115~125130~1500.1~0.20.2~0.40.2~0.41~2S l urry m i x i ng process
80~90
90-110
0.1~0.2
0.2~0.4
0.4~0.4
1~2
1.4 复合材料制备
采用热压罐制备B M I/T700复合材料层压板,固化过程:室温以2 /m i n 左右的升温速率升至180 ,保温1h 后升温至200 ,保温4h ,130~140 加压0.6MPa 。
1.5 表征与测试
采用PE 公司生产的差示扫描量热(DSC )仪测试树脂体系的固化行为,升温速率10 /m i n ,氮气氛围;采用TA 设备公司的AR 2000流变仪测定树脂体系的粘度-温度特性,升温速率为2 /m i n ;采用RHEOLOGY SC I ENCE C ORP .生产的动态热机械分析(DMA)仪测定复合材料的玻璃化转变温度,频率1H z ,升温速率3 /m i n ;预浸料及复合材料的
基本性能测试依据和标准示于表2。
表2 预浸料和复合材料主要性能测试依据和标准T ab l e 2 T est standards for prepregs and la m i nates Content
T ests StanDA BPA rd Prepreg
Conten t of resin
HB7736 2005Content o f vo l a tile HB7736 2005F i ber area l we i ght
HB7736 2005Stick i ness HB7736 2005Lam ina te
T ensile test GB /T 3354 1999F l exura l test
G B /T 3356Co m pressi on test G B /T 3856Sho rt beam shear test G B /T 3357In -p l ane shear test
G B /T 3355
2 结果与讨论
2.1 配制工艺对树脂体系的影响
浆料混合法的基本原理是将固体PEK-C 和MB M I 以固态颗粒形式悬浮并分散于较低粘度的液
态双马单体共聚物DABPA 中,形成以液体共聚物为连续相的树脂体系,保持连续相(液态共聚物DABPA )的粘性和工艺性。在固化温度下,固体颗粒溶解、熔化于DABP A 中,MB M I 将同时与DABPA 反应,形成固化交联体系,基本过程示意图如图1。同时,由于M B M I 以固态颗粒形式分散于DABPA 中,因而显著降低了其与DABPA 的反应速率,延长了树脂的室温储存期。
传统热熔法配制的双马树脂体系在室温下硬而无粘性,浆料混合法配制的双马树脂在室温和室温存放三个月后仍具有粘性。本工作同时研究浆料混合法和传统热熔法配制的树脂体系室温储存一定时间后的粘温特性随时间的变化情况,结果如图2。结果表明,由浆料混合法配制的树脂体系室温下存放三个月后粘度变化不大,在固化温度时的粘度几乎没有变化,而传统热熔法配制的树脂体系在经历20天后,粘度已增大明显。由于浆料混合法配制的树脂体系中M B M I 以颗粒形式存在,显著降低了其与DABP A 在室温下的反应速率。而在传统热熔法配制的树脂体系中MB M I 和DABP A 以分子级分散
,
图1 浆料混合过程示意图
F i g.1 Schem e d i agra m o f sl urry m i x i ng process and cure process
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第6期
树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响图2 双马树脂的粘温特性随时间的变化
(a)传统热熔法;(b)浆料混合法
F i g .2 V iscosity -te m perature behav i o r o f B M I resin
(a)ho t me lt m i x i ng resi n ;(b)sl urry m i x ing resin
室温下的反应速度较快,从而使粘度增加速度明显
高于浆料混合法配制的树脂体系。
图3示出两种方法配制的双马树脂体系的DSC 曲线。结果表明,两种配制方法配制的树脂体系的起始反应温度、反应峰值温度及反应终止温度等基本相同,说明配制方法的改变对树脂体系的化学固化行为没有影响,这主要因为树脂体系的配方组成完全相同的缘故。
图3 双马树脂的DSC 曲线F i g.3 DSC curves of B M I resi n
2.2 配制方法对预浸料制备工艺和性能影响
采用浆料混合法配制的树脂和传统热熔法配制的树脂制备了T700碳纤维预浸料,制备工艺参数示于表1。由于浆料混合法配制的树脂体系粘度明显
偏低,因而制备预浸料时涂布头温度和热板温度比由传统热熔法配制树脂制备预浸料时的温度低30~40 ,这有利于降低能耗,对离型纸的要求降低,提高预浸料的制备效率,同时可以显著降低预浸料制备过程中树脂的反应程度,有利于预浸料的质量控制。
预浸料基本性能的测试结果(表3,表4)表明,由传统热熔法配制树脂制备的预浸料硬而无粘性,铺覆性差,力学性能的变化研究表明,其力学性能的储存期为20天左右。而由浆料混合法配制的树脂制备的预浸料粘性良好,室温粘性和力学性能储存期至少3个月(由于时间原因,室温存放3个月以后预浸料的性能还有待于进一步测试)。正如前节所提到的,由于采用传统热熔法配制的树脂体系中的各组分以分子级分散,因而反应速度快,室温储存期短。而浆料混合法配制的树脂体系中,MB M I 以固态颗粒形式悬浮并分散于较低粘度的DABPA 中,由于两种互相反应的物质分别以固液两相形式存在,二者之间的反应速率很低,从而使室温储存期很长。预浸料粘性和铺覆性等可操作性改善以及室温储存期的延长非常有利于大型和复杂复合材料构件的制备,对于促进双马树脂基复合材料的扩大应用具有重要作用。
表3 B M I/T700预浸料性质
T able 3 Basic properties o f B M I /T 700prepregs
Content
S l urry m i x i ng syste m
T raditiona l hot m elt syste m
Content of vo latiles /%<1.0<1.0Conten t of resin /%
36 336 3Stick i ness
E li g i b ilit y N o sti cki ness ,stiff
Sto rage life a t roo m te mperature /day 9020F i ber areal w eight /g m -2
130 5130 5T h i ckness of s i ng le prepreg ply /mm
0.125 0.01
0.125 0.01
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表4 室温储存期对B M I/T700复合材料性能的影响
T ab l e4 In fluence o f storag e ti m e on t he properti es of B M I/T700composite
Conten t Slurry m i x i ng syste m T rad iti onal ho tm e lt sy stem Storag e ti m e/day290220
F lexural streng t h/M Pa1670175016501680
F lexural modu l us/GP a120121121120
Short bea m shear streng th/M P a99989795
2.3 配制方法对复合材料性能影响
研究了由浆料混合法和传统热熔法配制的树脂/T700纤维预浸料制备的复合材料的基本性能,主要结果示于表5。结果表明,由两种方法配制的树脂制备的T700碳纤维复合材料基本力学性能和耐热性无明显差异,这主要是由于两种配制方法的树脂体系各组分含量、化学反应历程相同,所制备复合材料的性能也应当相同,实验结果证明了这一点。
表5 B M I/T700复合材料的基本性能
T ab l e5 M ain properties of B M I/T700composite
Contents T est cond iti on B M I/T700(s l urry
m i x ing pro cess)
B M I/T700(hot m elt
m i x ing process)
0 tens ile streng th/M P a RT23002310 0 tensil e m odul us/GP a RT130130
F l exura l streng th/M P a
RT16701650 150 ********
F lexura lm odul us/GP a
RT120121 150 120120
Short bea m shear strength/M Pa
RT9997 150 6665
0 co m pressi ve streng t h/M Pa RT12011256 Interla m i nar shear streng t h/M P a RT9798 In terla m i nar shea r modul us/GP a RT5 05 2
3 结 论
与传统热熔法相比,浆料混合法配制双马树脂显著提高了树脂和预浸料的粘性和室温储存稳定性,预浸料由传统的硬而无粘性变成粘性和可操作性良好,室温力学性能储存期由原来的20天提高到三个月以上,并且使制备预浸料的工艺温度显著降低。复合材料的力学性能和耐热性测试结果表明,树脂配制方法的改变对复合材料力学性能和耐热性没有产生影响。浆料混合法配制树脂技术有利于高性能双马树脂基复合材料用于制备大型和复杂复合材料构件,促进双马树脂基复合材料的更广泛应用。 参考文献:
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第6期树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响
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Influe nce of Resi n M ixi ng Process on t he Properties of
B M I Resi n and Prepreg
Z HANG Bao-yan, L IM in, C H EN X i a ng-bao
(Be iji ng Institute of A eronauti ca lM ater i a ls,Be ijing100095,Ch i na)
Abstrac t:S l urry m i x i ng pro cess w as used t o prepare mod ified po l ye t herketone(PE K-C)t oughened B M I resi n,and the prope rti es of prepared B M I resi n and prepreg w ere i nvesti gated and compared to tho se fro m traditi ona l ho tm eltm i x i ng process.R esults i ndicated t hat the B M I resi n and prepreg prepared from sl urry m i x i ng process had good stick i ness and storag e stab ility,and the room storage life of prepared prepreg w as a t least3m onths by deter m i n i ng both stick i ness and m echanica l properti es,whil e t he stiff prepreg w ithout sti ck-i ness prepa red w ith the resi n fro m trad itiona l hotm e ltm i x i ng process had on l y20day room storag e life by deter m i n i ng m echan ica l prop-e rti es.The prepreg processi ng te m perature w as lowed30~40 by usi ng slurry m i x i ng resi n.T he change of resin m i x i ng process had no i nfl uence on m echanical properti es and heat resistance of composite.
K ey word s:b i s m ale i m i de(B M I)resi n;slurry m i x i ng process;prepreg;carbon fi ber co m posite;l ow co st
环氧树脂种类及性能
环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer）。当聚合度n为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物（Epoxide）。这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： ⑴环氧当量：是指含有1 mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为175～200,随着分子量的增大环氧基间的链段越长，所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高。 ⑵环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量（part perhundred of resin缩写成phr）。我国采用环氧值这一物理量。 环氧当量=100/环氧值 3、粘度的定义
粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种：1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒（m·pas） 1厘泊（cps）= 1 毫帕秒（m·pas） 二、种类及性能 1、双酚A型环氧树脂：双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90％，在世界约占环氧树脂总产量的75％～80％），用途最广，被称为通用型环氧树脂。由双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点： ⑴是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂，催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用需求。 ⑵树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型。能溶于多种溶剂。 ⑶固化物有很高的强度和粘结强度。 ⑷固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。 ⑸固化物有一定的韧性和耐热性。 ⑹主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差。 2、双酚F型环氧树脂：这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通
预浸料性能及应用案例
一、预浸料定义 1、预浸料定义 预浸料俗称模塑料，是用树脂在严格控制条件下浸渍连续纤维及其织物而制成的组合体，是制造先进复合材料的中间体。具有一定力学性能的结构单元，可进行结构设计，其某些性质直接移植到复合材料制品中，预浸料的质量直接影响到复合材料的质量。 2、预浸料产品标准 QJ 3184 T300碳纤维∕AG-80环氧树脂预浸料规范 HB 6701 LWR—1 T300中温固化环氧碳纤维预浸料 GJB 3945 芳纶∕环氧树脂预浸料规范 GB/T 25043 连续树脂基预浸料用多轴向经编增强材料 HB 7069 环氧树脂玻璃布预浸料规范 JB/T 10942 干式变压器用F级预浸料 HB 7737 飞机辅机零件专用环氧聚酰胺涂料规范 JC/T 774 预浸料凝胶时间试验方法 JC/T 775 预浸料树脂流动度试验方法 JC/T 776预浸料挥发物含量试验方法 JC/T 780 预浸料树脂含量试验方法
ASTM D 3532 环氧碳纤维预浸料凝胶时间试验方法 HB 7736 复合材料预浸料物理性能试验方法 二、预浸料种类 预浸料是复合材料的中间体，根据选用树脂种类可以分为：热固性预浸料和热塑性预浸料；根据选用树脂的类型分为：环氧预浸料、聚酰胺预浸料、酚醛预浸料、氰酸酯预浸料、聚砜预浸料、聚醚预浸料等；根据增强材料类型分为：碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料、玄武岩纤维预浸料、硼纤维预浸料等；根据增强材料结构型式可分为：单向纤维预浸料、短切纤维预浸料、织物预浸料等。 我公司主要生产以碳纤、芳纶、玻纤为增强材料的环氧、氰酸酯、聚酰亚胺类的热固性树脂预浸料。 三、预浸料的基本特征
树脂的分类
树脂的分类方法很多，除按树脂来源可将其分为天然树脂和合成树脂外，还可按合成反应和主链组成来进行分类。 1、按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。 缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 2、按树脂分子主链组成分类 按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 2 离子交换树脂的分类 (1) 强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。 (2) 弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基
各种胶黏剂的分类以及优缺点的介绍
白乳胶（其主要成分： 聚醋酸乙烯） a普通型白乳胶： 广泛用于木器、胶合板、水泥砂浆、纸张、布、皮革等的黏结。 b新型复合白乳胶： 用于木器、胶合板、水泥砂浆、纸张、布、皮革等的黏结。 优点： 可常温固化、固化速度较快、粘接强度较高，粘接层具有较好的韧性和耐久性且不易老化；安全、无毒、不燃、清洗方便；对木材、纸张和织物有很好的黏着力，胶接强度高；固化后的胶层无色透明，韧性好，不污染被粘接物。 缺点： 耐水性和耐湿性差，易在潮湿空气中吸湿；在高温下使用会产生蠕变现象，使胶接强度下降；在-5℃以下储存易冻结，使乳液受到破坏。 淀粉胶黏剂 代替水玻璃黏合工业用纸箱等。（但目前淀粉胶仍高于水玻璃胶价格。） 优点： 无毒、无味、对环境无污染。施胶方便，不需专门设备，一次性涂布量低。 缺点： 易霉变、虫蛀；黏度偏低，流动性较大，胶黏剂剂量不稳定；干燥速度较慢，大批量机械化作业有—定难度；储存稳定性较差，易凝胶；粘接性能偏低。 水玻璃（俗称泡花碱）
粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好； 缺点： 耐碱性和耐水性差；具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。 酚醛树脂胶黏剂 a水溶性酚醛树脂胶黏剂（未改性）： 用于胶合板制造。 b醇溶性酚醛树脂胶黏剂： 用于胶合板制造、木器的粘接修补。 c改性间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂： 适用期约16h，对木材、尼龙有一定的粘结力，主要用于粘接木材与塑料、橡胶、金属等。 d酚醛-xx腈胶黏剂： 广泛用于汽车和飞机工业中。 优点： 胶接强度高；较好的耐热、耐老化性；耐水、耐化学介质和耐霉菌，特别是耐沸水性能；尺寸稳定性好；电绝缘性能优良。 缺点： 脆性大，剥离强度低，不适于作结构胶粘剂使用；固化时间较长，固化温度高。 脲醛树脂胶黏剂 广泛用于制造胶合板、压层板、装饰板、木结构家具和碎木板等。
预浸料成型工艺
预浸料成型工艺在复合材料产业中的应用 预浸料简介 预浸料是树脂基体在严格控制条件下浸渍连续纤维或者纤维织物，制备成树脂基体与增强体的一种组合物，是制造复合材料的中间材料。 预浸料按物理状态，化学性能有很多种分类方法：按物理状态分类，预浸料分成单向预浸料、单向织物预浸料、织物预浸料；按树脂基体不同，预浸料分成热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料；按增强材料不同，分成碳纤维(织物)预浸料、玻璃纤维(织物)预浸料、芳纶(织物)预浸料；根据纤维长度不同，分成短纤维预浸料、预浸料和连续纤维预浸料；按固化温度不同，分成中温固化(120℃)预浸料、高温固化(180℃)预浸料以及固化温度超过200℃的预浸料等。我司事业部在预浸料方面应用也很广泛，根据不同的产品以及性能应用不同种类的材料，常用的预浸料有单向碳纤预浸料，玻纤织物预浸料，碳纤织物预浸料，酚醛玻纤织物预浸料等等。 预浸料制备 预浸料的制备方法有干法和湿法两种。 干法有粉末法和热溶法之分。粉末预浸料是指树脂粉末附着于纤维，经过部分融化，形成树脂不连续，纤维未被树脂充分浸透的一种复合物。热溶法预浸料将树脂体系加热熔融成为流动状态,用其浸渍纤维或织物而制备的预浸料。 图1 干法制备预浸料示意图 湿法预浸料是通过树脂溶液浸渍纤维束或者织物制备的预浸料。 比较由干法预浸料和湿法预浸料制成的复合材料，一般前者外观更好，材料内树脂含量的控制精度更高。就目前航空用先进复合材料而言，常表现出热溶法复合材料的湿热稳定性优于溶液法复合材料：同在沸水中煮48h,前者的力学性能（如弯曲模量与强度、层间剪切强度等）保持率，特别是高温力学性能的保持率，明显高于后者。
【CN110128785A】一种用于复合材料预浸料的耐高温环氧树脂及合成工艺【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910389931.8 (22)申请日 2019.05.10 (71)申请人 汉硕高新材料(天津)有限公司 地址 300000 天津市津南区辛庄镇鑫港四 号路18号 (72)发明人 周易 辛媛 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人 张晓媛 (51)Int.Cl. C08L 63/00(2006.01) C08L 61/04(2006.01) C08L 81/06(2006.01) (54)发明名称 一种用于复合材料预浸料的耐高温环氧树 脂及合成工艺 (57)摘要 一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性 环氧树脂，其特征在于，包括以下重量组份物料 混合加热得到：环氧树脂20％-70％；增韧剂 10％-30％；固化剂10-40％；上述物料混合加热 得到的耐高温高韧性环氧树脂，50-75℃时粘度 16000-25000mPa.S，玻璃化温度Tg(DMA)大于330 ℃。本发明得到的环氧树脂基体得到的耐高温树 脂，玻璃态转化温度大于300℃，树脂耐热性能优 良；固化温度低，固化时间短，有利于降低生产成 本；得到的树脂与纤维浸润良好，得到的预浸料 性能优异；复合材料力学性能优良，抗冲击韧性 高。权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 110128785 A 2019.08.16 C N 110128785 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110128785 A 1.一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于，包括以下重量组份物料混合加热得到： 环氧树脂 20％-70％ 增韧剂 10％-30％ 固化剂 10-40％ 上述物料混合加热得到的耐高温高韧性环氧树脂，50-75℃时粘度16000-20000mPa.S，玻璃化温度Tg(DMA)大于330℃，。 2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于：所述环氧树脂为三官能度环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树脂混合，其中三官能度环氧树脂的重量不低于60％。 3.根据权利要求2所述的一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于：所述三官能度环氧树脂为三酚基甲烷三缩水甘油醚和三缩水甘油基对氨基苯酚，其混合的比例为1:1-1.5，所述三缩水甘油基对氨基苯酚的粘度为25℃小于500-800mPa.S。 4.根据权利要求1所述的一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于：所述增韧剂为聚酰亚胺树脂和/或聚醚砜。 5.根据权利要求4所述的一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于：所述增韧剂的粒径小于100目。 6.根据权利要求1所述的一种用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂，其特征在于：所述固化剂为二氨基二苯基砜DDS。 7.一种如权利要求1-6任意一项所述的用于复合材料预浸料的耐高温高韧性环氧树脂的合成工艺，其特征在于：将所有物料按照权利要求1中的重量组份称量，按如下步骤操作 (1)将三酚基甲烷三缩水甘油醚和三缩水甘油基对氨基苯酚预热至良好流动性； (2)将步骤(1)预热后的三酚基甲烷三缩水甘油醚和三缩水甘油基对氨基苯酚按重量比混合，并加热至70-130℃； (3)向步骤(2)中加入邻甲酚酚醛环氧树脂，继续升温至90-160℃，保温30-60min后静置冷却至40-90℃； (4)向步骤(3)中加入固化剂、增韧剂，在高速搅拌和分散的状态下使全部物料充分混合均匀；当物料温度达到50-90℃时出料即可。 8.一种如权利要求1-6任意一项所述的耐高温高韧性环氧树脂的复合材料预浸料，其特征在于，采用环氧树脂与碳纤维或者玻璃纤维混合得到预浸料。 2
环氧树脂优缺点
热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻
热熔预浸料用中温固化环氧树脂体系的制备(耐热)
热熔预浸料用中温固化环氧树脂体系的制备 由于环氧树脂具有优异的工艺性、较好的耐热性以及良好的力学性能,一直是先进复合材料领域中重要的树脂基体[1,2]。环氧树脂预浸料是由环氧树脂、固化体系与增强纤维组成的复合体系，树脂体系呈未固化状态，是制备复合材料的中间基材，由其制备的碳纤维复合材料具有比强度、比模量高以及性能的可设计和成形工艺多样性等特点，广泛用作结构材料、航空航天以及民用娱乐生活[3,4]。 热熔融浸渍法可以免去溶液浸渍法中溶剂带来的诸多不便，可以较为精确的控制树脂基体的含量，而且外观质量较好[5,6]。 中温固化体系具有成型温度低，成型周期短，对工装模具要求不严，制件内应力小，尺寸稳定性好，抗断裂韧性高等优点，可以显著降低能耗和制作成本，提高生产效率。适于预浸料的树脂体系最好是液体双酚A型环氧树脂与固体双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂并用[7]。制备复合材料时，树脂体系必须有合适的粘度，粘度要足够低，使基体能够充分浸润纤维，获得纤维和基体界面间较强的粘接性[8]，但由于树脂易渗入增强纤维内部，导致粘接性保持力不足，为了提高粘接性的保持力，就要提高树脂的粘度[9] ，因此基体树脂的粘度应满足两者之间的平衡要求。 纤维与树脂之间的界面对于复合材料的整体性能有着很关键的影响，界面的结合强度与树脂对纤维的浸润性有关，在界面理论中无论是机械结合、静电结合还是化学键结合，都是只有当纤维和树脂浸润良好时才能运用。T700碳纤维直径大且表面较光滑，会使纤维与树脂之间的浸润性更好，从而界面上的极性基团能够被充分利用。本文在基础树脂体系中加入丙烯酰胺，开发了一种与T700炭纤维粘结性良好的中温固化树脂基体，可以在中温固化，复合材料的性能也有一定的提高。探讨了不同加入量丙烯酰胺对树脂体系凝胶，粘度，固化动力学以及由其制备的复合材料力学性能的影响，最后对丙烯酰胺改善纤维与树脂粘结性的机理进行了初步探讨。 1．实验部分 1.1 原料 环氧树脂：YPE-100，环氧值0.3175，昆山裕博复合材料有限公司； E51：环氧值0.51，蓝星集团无锡树脂厂； F51：环氧值0.51，蓝星集团无锡树脂厂； 固化剂：双氰胺，德国BASF，深圳佳迪达化工有限公司； 促进剂为DCMU：昆山裕博复合材料有限公司； 丙烯酰胺：分析纯，白色晶体，广东，汕头市西陇化工厂；
树脂的介绍及分类
提供办公室装修和商场装修服务https://www.360docs.net/doc/dd16012356.html, 装修材料-树脂的介绍及分类 树脂一般认为是植物组织的正常代谢产物或分泌物，常和挥发油并存于植物的分泌细胞，树脂道或导管中，尤其是多年生木本植物心材部位的导管中。下面康蓝装饰公司将为大家介绍下树脂的材料和树脂的种类。 树脂是什么材料 所为树脂，其通常为无定型固体，表面微有光泽，质硬而脆，少数为半固体，并且不溶于水，也不吸水膨胀;树脂一般有天然树脂和合成树脂两大类;所谓天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，而合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物;无论是什么样的树脂，其在现代工业行业中的应用都相当的广阔，是油漆以及塑料制品的主要原料。 树脂的种类 树脂的种类比较多，一般根据不同的分类方式，其所得到的树脂种类是各不相同的，到底树脂的种类都有哪些分类呢? 按树脂合成反应分类： 1、加聚物：这类型的树脂是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。 2、缩聚物：这类型的树脂是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 按树脂分子主链组成分类 1、碳链聚合物：这类型的树脂是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。 2、杂链聚合物：这类型的树脂是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 3、元素有机聚合物：这类型的树脂是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。
铸造的种类与优缺点简介[整理]
铸造的种类与优缺点简介[整理] 铸造的种类与优缺点简介:铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，优点是:制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60,80%，汽车占25%，拖拉机占50,60%。 种类:铸造工艺可分为重力铸造、压力铸造和砂型铸造。铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如:金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。而砂型铸造又可以分为粘土砂型铸造、有机粘结剂砂型铸造、树脂自硬砂型铸造、消失模铸造等等。 重力铸造:重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等;窄义的重力铸造专指金属型浇铸。 压力铸造:压力铸造是指金属液在其他外力(不含重力)的作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等;窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。 砂型铸造:砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。木模缺点是易变形、易损坏;除单件生产的砂型铸件外，可以使用尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜
各种墙纸的分类介绍及各自的优缺点
各种墙纸的分类介绍及各自的优缺点 墙纸按材质主要分为：纯纸、PVC材料、无仿布、天然植物墙纸、纺织物墙纸、金属墙纸等。 纯纸墙纸 纯纸壁纸主要由草、树皮及新型天然加强木浆（含10％的木纤维丝）加工而成，其突出的特点是环保性能好，不宜翘边、气泡、无异味、透气性强，不易发霉，是欧洲儿童房间的首选壁纸。而且由于纯纸壁纸的图案多是由印花工艺制成，所以图画逼真，色调清晰。缺点是施工时技术难度高，一旦操作不当，容易产生明显接缝，还有就是受纸张本身特质的影响，不容易作出层次感强或是立体感强的花纹（因为纸是平的嘛，只能印，不能做出凹凸感的东西），还有就是耐水、耐擦洗性能差。不过现在新型纯纸墙纸表面涂有薄层蜡质比起一般的纯纸墙纸更耐擦洗，防静电，不吸尘，无其他任何有机成分，是纯天然绿色环保壁纸。 在购买过程中需仔细观察，一般来说优质的纯纸墙纸给人的感觉有点像打印纸，纸质硬且白度好（纸浆不好的纸质感明显偏软），这样在生产过程中，才能保证颜料均匀上色，线条清晰，颜色干净，避免色差，色彩保持度也好，不易掉色、退色。如果用劣质纸浆，纸面平滑度不好，颜料容易朝低处{MOD}，有可能出现花色模糊，颜色浑浊，立体感不强的现象，导致墙纸上墙后出现色差，甚至短时间内掉色，变黄。最次的纯纸墙纸原料就是再生纸，是利用回收的废旧纸张，经过成浆、漂白等一系列流程，然后再往上面印花制成。该类墙纸除了纸质粗糙，容易出现上面的问题以外，由于在生产过程中填加更多的化学原料，其环保性也不容乐观，有的甚至有很大的异味，因此该类墙纸一般不用于家庭装修。 现在有些东西的工艺是做的越来越好，在挑选时如果没有专业知识，是很难辨别的，相对而言比较好的参照办法就是看价格，一般来说优质的纯纸墙纸，除了打特价，一般的店铺平均价格不会低于200元/卷（5.3平方），当然我说的是最好的纸质的那种，如果加上特殊的设计费（从国外购买设计图式）或是进口颜料，那个价格就不好估计了。 纸基胶面墙纸 纸基胶面墙纸（大部分是纸基和PVC），是指由PVC表层和底纸经施胶压合而称，合为一体后，在经印制、压花、涂布等工艺生产出来的。它的结构一般为两层，其中最底层是纸基，纸基层越厚(在一定范围内)，墙纸的硬度和坠性越好，也不容易卷边或是出现其他的施工问题。上面一层涂有无机制材料的装饰层（有一点像强化地板的耐磨层），一般是PVC材质，这一装饰层不但距有优良的防火性能，还使的壁纸易于清洗打理，脏了时，只需用湿布轻轻擦拭，既可清洁如故，十分容易打理。有了这样的工艺，任凭孩子如何涂涂画画，大人也不用担心壁纸被毁了。而且采用这种工艺做出来的墙纸克服了纯纸墙纸的缺陷，可以制造出许多纯纸墙纸不能达到的特殊花纹，比如有仿木纹、皮纹、拼花、仿瓷砖等效果，图案逼真，立体感强，装饰效果好，适用于室内墙裙、客厅和楼内走廊等装饰，是墙面装修的大众产品。其缺点之一是透气性不如纯纸，对于潮湿的墙面容易发霉，不过现在墙上都刷基膜，只要基膜刷的好，影响也不大。还有一个就是它毕竟是复合材料制成，如果生产质量不好，容易造成底纸和表层的剥落，不过现在正规厂家的工艺和材料都已经非常好了，关于这点大家不用太过担心，完全可以放心购买，还有一点就是PVC墙纸刚贴上的时候有淡淡的气味，但是那个一段时间后就可以消失，也不用太放在心上。
树脂的分类
树脂的分类 树脂的分类方法很多，除按树脂来源可将其分为天然树脂和合成树脂外，还可按合成反应和主链组成来进行分类。 1、按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。 缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 2、按树脂分子主链组成分类 按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 2 离子交换树脂的分类 (1) 强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。 (2) 弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中
树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响
第27卷 第6期2007年12月 航 空 材 料 学 报 J OURNA L O F A ERONAU T ICAL MAT ER I AL S V o l 27,N o 6 D ecember 2007 树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响 张宝艳, 李 敏, 陈祥宝 (北京航空材料研究院,北京100095) 摘要:提出浆料混合法配制热塑性树脂改性聚醚酮(PEK-C )增韧的双马树脂,研究浆料混合法配制的双马树脂及其T 700碳纤维预浸料的基本性能,并与传统热熔法进行比较。结果发现,与传统热熔法相比,浆料混合法显著提高树脂和预浸料的粘性和室温储存稳定性,预浸料由传统的无粘性变成粘性和可操作性良好,室温粘性和力学性能储存期由原来的20天提高到至少三个月以上,并且制备预浸料的涂布头温度和热压辊温度可降低30~40 左右,明显改进了预浸料的制备工艺。复合材料的力学性能和耐热性测试结果表明,改变树脂配制方法对复合材料的力学性能和耐热性没有影响。 关键词:双马树脂;浆料混合法;预浸料;碳纤维复合材料;低成本 中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2007)06-0059-05 收稿日期:2006-03-01;修订日期:2007-01-09作者简介:张宝艳(1967 ),男,研究员。 纤维增强双马来酰亚胺(简称双马,或B M I)树脂基复合材料以高比强、高比模、耐热性高、耐辐射、耐磨以及性能可设计性等许多优点在航空、航天、兵 器、舰船和汽车等领域得到普遍重视,并得到较广泛的应用 [1,2] 。保持双马树脂基复合材料的高韧性和 高耐热性等一直是该种材料过去和现在发展的主要目标。添加高性能热塑性树脂是双马树脂增韧改性的主要手段 [3~5] 。但是,传统的高性能(尤其是高韧 性)双马树脂体系的配制方法主要有如下两种:一种是采用极性溶剂将双马单体、共聚物和热塑性树脂同时溶解制备胶液。然后采用溶剂法(或称湿法)制备成预浸料;采用湿法制备预浸料时,需要使用大量的极性溶剂,对操作人员的身体健康会造成很大损害,对环境也十分不利,而且生产效率低,因而湿法制备预浸料技术越来越受到限制。另一种方法是先将热塑性树脂在高温下溶解于双马单体共聚物如二烯丙基双酚A 中后,再与双马来酰亚胺单体等混合溶解。由于双马来酰亚胺单体本身熔点较高而热塑性树脂又是分子量较大的聚合物,上述传统热熔法配制的纯树脂体系在室温下往往呈固体状态;尽管上述方法配制的树脂可以采用热熔技术制备预浸料,但是由于树脂粘度太高,热熔法制备预浸料十分困难,对工艺辅料如离型纸的耐热性等也有更高的要求,而由其制备的预浸料在室温下硬而无 粘性,铺覆性差,操作不便[5] ,给制备复杂复合材料 构件带来困难。同时,由于树脂体系的各组份分子间以分子级分散,体系反应活性较高,预浸料的室温力学性能储存期一般不超过一个月,所有这些阻碍 了高性能双马树脂基复合材料的更广泛应用。 本研究的目的是针对上述存在的问题,研制一种新型双马树脂体系的配制方法,可适用于热熔法制备预浸料,提高预浸料可操作性,延长预浸料的粘性储存期,改善预浸料制备工艺,适用于制备各种复杂和大型复合材料构件,为双马树脂基复合材料的扩大应用提供关键技术基础。 1 实验材料与方法 1.1 原料 二烯丙基双酚A (DABPA ),工业品,华东理工大学;二苯甲烷双马来酰亚胺(M B M I),工业品,湖北洪湖双马树脂厂;改性聚醚酮(PEK-C ),工业品, 苏州工程塑料厂;碳纤维T700SC -12000-50C (简称T700),日本东丽公司生产。1.2 双马树脂的配制 两种配制方法所用双马树脂体系的组成和配比完全一致,即MB M I DABPA PEK-C =100 87 20(重量比)。 传统热熔法:首先将DABP A 和PE K-C 混合并搅拌,加热到180 使PEK-C 完全溶解后冷却到150 左右恒温,加入MB M I 使其溶解后立即倒出,冷却至室温待用。 浆料混合法:首先将DABPA 加热到70~90
树脂和塑料区别及其分类
树脂和塑料区别及其分类 树脂的定义： 树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有活动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。 树脂有自然树脂和合成树脂之分。自然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些自然产物经化学 反应而得到的树脂产物。 塑料的定义： 塑料是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能活动成型的材料。 塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学稳定性好，不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④尽缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工本钱低 ；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，轻易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨轻易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。 树脂和塑料的分类 三. 树脂的分类 树脂的分类方法很多，除按树脂来源可将其分为自然树脂和合成树脂外，还可按合成反应和主链组成来进行分类。 1．按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 2．按树脂分子主链组成分类 按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 二．塑料的分类 塑料的分类体系比较复杂，各种分类方法也有所交叉，按常规分类主要有以下三种：一是按使用特性分类；二是按理化特性分类；三是按加工方法分类。 1．按使用特性分类 根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。 ?通用塑料 一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。 ?工程塑料 一般脂能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。 在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。 通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。 特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）等。
树脂的分类及优缺点
树脂分类 天然树脂（松香、沥青、虫胶） 酚醛树脂 醇酸树脂 硝基纤维素 氨基树脂 聚酯树脂 环氧树脂 聚氨酯树脂 丙烯酸树脂 其他树脂 1、丙烯酸乳液（水性） ＊品种：根据乳液的不同可分为纯丙、苯丙、硅丙、醋丙、自交联丙烯酸等。 ＊优点：具有成本适中耐候性优良、性能可调整性好，无有机溶剂释放等。 ＊用途：主要用于建筑物的内外墙涂装，皮革涂装、木器涂料等。 2、溶剂型丙烯酸树脂 ＊品种：可分为自干型丙烯酸树脂（热塑型）和交联固化型丙烯酸树脂（热固型）。交联固化型丙烯酸涂料主要有丙烯酸氨基漆、丙烯酸聚氨酯漆、丙烯酸醇酸漆、辐射固化丙烯酸涂料等品种。 *优点：自干型丙烯酸具有表干迅速、易于施工、保护和装饰作用明显。交联固化型丙烯酸制漆一般都具有很高的固含量，一次涂装可以得到很厚的涂膜，而且机械性能优良，可以制成高耐候性、高丰满度、高弹性、高硬度的涂料。
＊缺点：自干型丙烯酸涂料固含量不容易太高，硬度、弹性不容易兼顾，一次施工不能得到很厚的涂膜，涂膜丰满性不够理想。交联固化型丙烯酸涂料，施工比较麻烦，许多品种还需要加热固化或辐射固化，对环境条件要求比较高，一般都需要较好的设备，较熟练的涂装技巧。 ＊用途：主要用于建筑涂料、塑料涂料、电子涂料、道路划线涂料、汽车涂料、电器涂料、木器涂料、建筑涂料等。 3、聚氨酯树脂 ＊品种：聚氨酯漆可以分为双组分聚氨酯和单组分聚氨酯。 *优点：较高的固体含量、漆膜坚硬耐磨、一般都具有良好的机械性能、优良的耐化学腐蚀性能，良好的耐油、耐溶剂性能。 *缺点：施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。 *用途：应用方向有木器涂料、地板涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪涂料、电子涂料、特种 4、硝基纤维素 ＊硝基漆：主要成膜物是以硝化棉为主，配合醇酸树脂、改性松香树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂等软硬树脂共同组成。 *优点：是装饰作用较好，施工简便，干燥迅速，对涂装环境的要求不高，具有较好的硬度和亮度，不易出现漆膜弊病,修补容易。 *缺点是固含量较低，需要较多的施工道数才能达到较好的效果；耐久性不太好，尤其是内用硝基漆，其保光保色性不好，使用时间稍长就容易出现诸如失光、开裂、变色等弊病；漆膜保护作用不好，不耐有机溶剂、不耐热、不耐腐蚀。 *用途：硝基漆主要用于木器及家具的涂装、家庭装修、一般装饰涂装、金属涂装、一般水泥涂装等方面。 5、环氧树脂 ＊种类：环氧漆的主要品种是双组分涂料，由环氧树脂和固化剂组成。 *优点：是对水泥、金属等无机材料的附着力很强；涂料本身非常耐腐蚀；机械性能优良，耐磨，耐冲击；可制成无溶剂或高固体份涂料；耐有机溶剂，耐热，耐水；涂膜无毒。
(整理)复合材料的预浸料模压成型工艺
复合材料的预浸料模压成型工艺 预浸料模压成型工艺基本过程是：将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产品。 1．压制前的准备 (1)装料量的计算 在模压成型工艺中，对于不同尺寸的模压制品要进行装料量的估算，以保证制品几何尺寸的精确，防止物料不足造成废品，或者物料损失过多而浪费材料。常用的估算方法有①形状、尺寸简单估算法，将复杂形状的制品简化成一系列简单的标准形状，进行装料量的估算：②密度比较法，对比模压制品及相应制品的密度，已知相应制品的重量，即可估算出模压制品的装料量：③注型比较法，在模压制品模具中，用树脂、石蜡等注型材料注成产品，再按注型材料的密度、重量及制品的密度求出制品的装料量。 (2)脱模剂的涂刷 在模压成型工艺中，除使用内脱模剂外，还在模具型腔表面上涂刷外脱模剂，常用的有油酸、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、有机硅油、硅脂和硅橡胶等。所涂刷的脱模剂在满足脱模要求的前提下，用量尽量少些，涂刷要均匀。一般情况下，酚醛型模压料多用有机油、油酸、硬脂酸等脱模剂，环氧或环氧酚醛型模压料多用硅脂和有机硅油脱模剂，聚酯型模压料多用硬脂酸锌、硅脂等脱模剂。 (3)预压 将松散的粉状或纤维状的模压料预先用冷压法压成重量一定、形状规整的密实体。采用预压作业可提高生产效率、改善劳动条件，有利于产品质量的提高。 (4)预热 在压制前将模压料加热，去除水分和其它挥发份，可以提高固化速率，缩短压制周期；增进制品固化的均匀性，提高制品的物理机械性能，提高模压料的流动性。
复合材料用预浸料6
技术讲座 文章编号:1007-9815(2000)04-0029-04 复合材料用预浸料 张凤翻 (北京航空材料研究院,北京100095) 中图分类号:V258 文献标识码:A (续5) 4 预浸料的类型和性能 411 预浸料的类型 随着复合材料研究和开发的不断进步,使用领域日渐扩大,复合材料构件不同制造工艺、不同工作条件对预浸料也提出了不同要求。为了适应来自多方面的需要,新的预浸料不断出现,预浸料的类型不断增加。按物理状态分类,预浸料分成单向预浸料、单向织物预浸料、织物预浸料;按树脂基体不同,预浸料分成热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料;按增强材料不同,分成碳纤维(织物)预浸料、玻璃纤维(织物)预浸料、芳纶(织物)预浸料;根据纤维长度不同,分成短纤维(4176mm以下)预浸料、长纤维(1217mm)预浸料和连续纤维预浸料;按固化温度不同,分成中温固化(120℃)预浸料、高温固化(180℃)预浸料以及固化温度超过200℃的预浸料等。表4-1为按树脂基体不同预浸料的主要类型。 单向织物预浸料是指纤维排列主要是径向, 通常其比例超过90%,仅有少量横向纤维,或单向预浸表面覆盖一层厚度很薄的玻璃纱布,目的是使单向预浸料不易分散开,改善其工艺性,俄罗斯航空工业用于主承力构件的预浸料多属前者。日本、韩国及欧洲体育用品用的预浸料,部分属于后者。 窄带预浸料是指宽度几mm或几十mm的单向预浸料,一般用于缠绕复合材料构件,不作铺层使用。 板型预浸外观呈刚性板状,英国ISI公司的APC-1、APC-2(AS4/PEEK)属这类预浸料,无粘性,铺层时需热熔焊方法进行,制造复杂形状的构件时铺层比较困难。 粉末预浸料是指树脂粉末附着于纤维上,经过部分熔化,形成树脂不连续,纤维未被树脂充分浸透的一种复合物。法国Atochem公司的“FIT”预浸丝束、俄罗斯航空材料研究院、BASF公司的粉末预浸料均属此类。这类预浸料有一定柔软性,有利于复杂构件的铺层,“FIT”预浸料束可用编织或缠绕成形。 热塑性树脂纤维型预浸料是具有预浸料功 第二十五卷第四期2000年8月高科技纤维与应用 H i-T ech Fiber&Application V ol125,No14 Aug1,2000
板材分类及优缺点
常用装修板材分类及品种大全：现代家居少不了对于板材的使用，例如地板，花边，楼梯，吊顶，玄关，柜子等等，那么您是否知道这些板材都有哪些区别呢？各种品种该如何使用呢？上海装饰网带您一同走进板材的世界。 一、木板的分类 1、按材质分类可分为：实木板、人造板两大类。目前除了地板和门扇会使用实木板外，一般我们所使用的板材都是人工加工出来的人造板。 2、按成型分类可分为：实心板、夹板、纤维板、装饰面板、防火板等等。 二、木板的品种 1、实木板 顾名思义，实木板就是采用完整的木材制成的木板材。这些板材坚固耐用、纹路自然，是装修中优中之选。但由于此类板材造价高，而且施工工艺要求高，在装修中使用反而并不多。实木板一般按照板材实质名称分类，没有统一的标准规格。 2、夹板 夹板，也称胶合板、行内俗称细芯板。由三层或多层一毫米厚的单板或薄板胶贴热压制而成。是目前手工制作家具最为常用的材料。夹板一般分为3厘板、5厘板、9厘板、12厘板、15厘板和18厘板六种规格(1厘即为1mm)。 3、装饰面板 装饰面板，俗称面板。是将实木板精密刨切成厚度为0.2mm左右的微薄木皮，以夹板为基材，经过胶粘工艺制做而成的具有单面装饰作用的装饰板材。它是夹板存在的特殊方式，厚度为3厘。装饰面板是目前有别于混油做法的一种高级装修材料。 4、细木工板河北邢台廊坊山东临沂还有别的地方 细木工板，行内俗称大芯板。大芯板是由两片单板中间粘压拼接木板而成。大芯板的价格比细芯板要便宜，其竖向(以芯材走向区分)抗弯压强度差，但横向抗弯压强度较高。 5、刨花板
刨花板是用木材碎料为主要原料，再渗加胶水，添加剂经压制而成的薄型板材。按压制方法可分为挤压刨花板、平压刨花板二类。此类板材主要优点是价格极其便宜。其缺点也很明显：强度极差。一般不适宜制作较大型或者有力学要求的家私。 6、密度板 密度板，也称纤维板。是以木质纤维或其他植物纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板材，按其密度的不同，分为高密度板、中密度板、低密度板。密度板由于质软耐冲击，也容易再加工。在国外，密度板是制作家私的一种良好材料，但由于国家关于高度板的标准比国际的标准低数倍，所以，密度板在我国的使用质量还有待提高。 7、防火板 防火板是采用硅质材料或钙质材料为主要原料，与一定比例的纤维材料、轻质骨料、黏合剂和化学添加剂混合，经蒸压技术制成的装饰板材。是目前越来越多使用的一种新型材料，其使用不仅仅是因为防火的因素。防火板的施工对于粘贴胶水的要求比较高，质量较好的防火板价格比装饰面板也要贵。防火板的厚度一般为0.8mm、1mm和1.2mm。 8、三聚氰胺板 三聚氰胺板，全称是三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面人造板。是将带有不同颜色或纹理的纸放入三聚氰胺树脂胶粘剂中浸泡，然后干燥到一定固化程度，将其铺装在刨花板、中密度纤维板或硬质纤维板表面，经热压而成的装饰板。 三聚氰胺板是一种墙面装饰材料。目前有人用三聚氰胺板假冒复合地板用于地面装饰，这是不合适的。