聚合物基复合材料-基体材料
聚合物基复合材料-性能
性能 0º
剪切强度(MPa) 85
方向 15º 30º 45º 60º 75º 90º 83.2 95.0 99.2 98.1 90.7 89.5
工程材料
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3. 疲劳特性
影响FRP疲劳特性的因素是多方面的，实验表明，静态强度 高的FRP，其疲劳强度也高。与静态强度不同，每种FRP存在一 个最佳体积含量，疲劳强度最高。实际纤维体积含量低于或高 于最佳值，其疲劳强度都会下降。
工程材料
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提高FRP耐水性的方法： (1) 纤维进行偶联剂表面处理； (2) 选用耐水性好的树脂； (3) 表面采用表面毡形成富树脂层； (4) 表面涂层，表面贴附氟薄膜、聚酯薄膜等。
工程材料
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单向FRP的压缩强度随纤维含量增加而提高，但并非成比例 增长。
工程材料
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(3) 弯曲特性 FRP的弯曲强度及弹性模量都随纤维含量的上升而增加。纤维
制品类型不同，方向不同，则弯曲性能亦不同。
(4)剪切特性 纤维含量增大，FRP的剪切弹性模量上升，FRP的剪切特性也
呈现方向性。
E-42环氧FRP垂பைடு நூலகம்板面剪切性能
分子结构的不对称性均影响树脂分子的极性，从而影响树脂的 电性能。
工程材料
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FRP的电性能对于纤维与树脂的界面粘结状态并不敏 感，但杂质尤其是水分对其影响很大。当FRP处于潮湿环 境中或在水中浸泡之后，其体积电阻、表面电阻以及电 击穿强度急速下降。
工程材料
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2. FRP的温度特性
（1）热性能
包括导热系数、比热容、线膨胀系数和热变形温度
工程材料
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影响热固性树脂耐热性的主要因素：大分子链刚性、固 化剂性质和体型树脂的固化交联密度等。
复合材料及其聚合物基体概论
• 酚醛树脂〔PH〕：2006年我国酚醛树脂产量达45万吨，
居世界第三位；近几年以15%左右的速度增长，预计 2021年将到达78.7万吨 。
船艇 3%
其他 11%
车辆与地面设 施 3%
管道与贮罐 40%
工业器材 10%
建筑 33%
当前我国主要玻璃钢产品市场比例
“十五〞末期我国GF/UPR各类成型工艺产品比例
溶、不熔的三向网络构造，加热不能改变 其形状。
热塑性： 分子链呈线形或支化、局部交联形态存
在，可以通过加热改变其形状。
问题3 热固性与热塑性的本质区别是什么？
1.5 聚合物的开展概述
• 1907年酚醛树脂成为第一种合成树脂 • 1927年聚氯乙烯〔PVC〕 • 1931年聚甲基丙烯酸甲酯〔PMMA〕 • 1938年尼龙66纤维 • 1939年三聚氰胺-甲醛树脂 • 1941年不饱和聚酯树脂 • 1942年环氧树脂
2、助剂 改进工艺性能、或降低本钱。 如：固化剂〔引发剂/促进剂〕、稀释剂、增 韧剂〔增塑剂〕、触变剂、填料和颜料等。
1〕固化剂〔引发剂/促进剂〕：固化成形， 使聚合物由线型构造变成体型构造。
2〕稀释剂：降低树脂粘度。有活性与非 活性之分。
3〕增韧剂：降低脆性，提高韧性。有活 性与非活性之分。
4〕触变剂：提高树脂在静态下的粘度。 用于立面成型。
复合材料的分类方式
复合材料的分类方式复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的材料，具有多种优点，如强度高、刚度大、重量轻、耐磨损、耐腐蚀等。
根据不同的分类标准，可以将复合材料分为多个类别，常见的分类方式有以下几种：1.按增强材料的类型分类：按照增强材料的类型，复合材料可分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和片材增强复合材料三类。
-颗粒增强复合材料：是将金属、陶瓷、塑料等颗粒加入到金属基体、陶瓷基体或塑料基体中的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高硬度和高耐磨性能。
-纤维增强复合材料：是将纤维材料（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等）加入到金属基体、陶瓷基体或塑料基体中的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高韧性和轻质的优点。
-片材增强复合材料：是将片状增强材料（如钢片、铝片、陶瓷片等）加入到金属基体、陶瓷基体或塑料基体中的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高刚度和高耐磨性能。
2.按增强材料的形状分类：根据增强材料的形状，可以将复合材料分为颗粒复合材料、纤维复合材料和薄膜复合材料三类。
-颗粒复合材料：是将颗粒状的增强材料分散在基体中的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高硬度和高耐磨性能。
-纤维复合材料：是将纤维状的增强材料与基体结合而成的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高韧性和轻质的优点。
-薄膜复合材料：是将薄膜状的增强材料叠加在基体上的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高刚度和高耐磨性能。
3.按基体材料的类型分类：按照基体材料的类型，复合材料可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料三类。
-金属基复合材料：是以金属为基体的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高刚度和高导热性能。
-陶瓷基复合材料：是以陶瓷为基体的复合材料。
这种复合材料通常具有高强度、高硬度和耐磨损的优点。
-聚合物基复合材料：是以聚合物为基体的复合材料。
这种复合材料通常具有高韧性、轻质和耐腐蚀性能。
4.按阶次和结构分类：按照复合材料的结构组成和复合方式，可以将复合材料分为单向复合材料、层状复合材料和异向复合材料三类。
聚合物基复合材料王汝敏第二版课后题答案
聚合物基复合材料王汝敏第二版课后题答案1.简述复合材料的分类按增强材料分类: <1>连续纤维复合材料;<2>短纤维复合材料;<3>粒状填料复合材料;<4>编织复合材料。
按增强纤维种类分类: <1>玻璃纤维复合材料;<2>碳纤维复合材料;<3>有机纤维复合材料;<4>金属纤维复合材料;<5>陶瓷纤维复合材料。
按基体材料分类: <1>聚合物基复合材料;<2>金属基复合材料;<3>无机非金属基复合材料。
按材料作用分类:<1>结构复合材料;<2>功能复合材料。
2.简述金属基复合材料的界面结合方式。
金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。
总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。
3。
增强体的基本特征是什么?增强体的特征:具有能明显提高基体某种所需的特殊性能;增强体应具有稳定的化学性质;与基体有良好的润湿性。
二.聚合物基体材料的组分和作用1合成树脂按热行为可分为热固性树脂和热塑性树脂。
按树脂特性及用途分为:一般用途树脂、耐热性树脂、耐候性树脂、阻燃树脂等。
2对工艺性能的影响对增强材料的浸渍铺层性能，固化过程成型方法。
按成型工艺分为:手糊用树脂、喷射用树脂、缠绕用树脂、拉挤用树脂、RTM用树脂、SMC用树脂等5.简述金属基复合材料的性能特征？金属基复合材料的增强体主要有纤维、晶须和颗粒，这些增强体主要是无机物〈陶瓷）和金属。
无机纤维主要有碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维等。
金属纤维主要有镀、钢、不锈钢和钨纤维等。
用于增强金属复合材料的颗粒主要是无机非金属颗粒，主要包括石墨、碳化硅、氧化铝、碳化硅、碳化钛、碳化硼等。
金属基复合材料的增强体主要有纤维、品须和颗粒，这些增强体主要是无机物〈陶瓷〉和金属。
纤维增强聚合物基复合材料
纤维增强聚合物基复合材料
纤维增强聚合物基复合材料是将纤维材料（如玻璃纤维、碳纤维等）与聚合物基体材料进行复合的一种材料。
纤维材料的加入可以提高聚合物基体的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能。
纤维增强聚合物基复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑结构、运动器材等领域。
纤维增强聚合物基复合材料的制备通常包括以下步骤：首先将纤维材料进行预处理，如剪断、清洗和表面处理等，以提高纤维与基体材料的黏附性；然后将纤维与聚合物基体材料进行混合，并通过注塑、浸渍等方法将基体材料渗透到纤维间隙中，形成复合材料；最后经过成型、固化和热处理等工艺步骤，使复合材料具有所需的形状和性能。
纤维增强聚合物基复合材料具有重量轻、强度高、刚性好、耐热性好等特点，能够满足复杂工程结构对材料性能的要求。
此外，纤维增强聚合物基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀性能和电绝缘性能，能够在恶劣环境下长期稳定使用。
因此，纤维增强聚合物基复材料被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑和电子等领域。
聚合物基体ppt课件
一．不饱和聚酯树脂
(1)不饱和聚酯树脂及其特点 不饱和聚酯树脂是指有线型结构的，主链上同 时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。 不饱和聚酯的种类很多，按化学结构分类可分 为顺酐型、丙烯酸型、和丙烯酸环氧酯型聚酯树脂。
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不饱和聚酯树脂在热固性树指中是工业化较 早，产量较多的一类，它主要应用于玻璃纤维复 合材料。
❖ 烯丙基酯类单体
❖ 邻苯二甲酸二烯丙基酯（DAP）、三聚氰酸三烯丙基酯（TAC）、萘二
甲酸二烯丙基酯（DANP）：
特点：反应活性小、提高制品的耐热性
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(b)引发剂
引发剂一般为有机过氧化物，它的特性通常用 临界温度和半衰期来表示。
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临界温度是指有机过氧化物具有引发活性的 最低温度。
在此温度下，过氧化物开始以可察觉的速度 分解形成游离基，从而引发不饱和聚酯树脂以可 以观察的速度进行固化。
半衰期是指在给定的温度条件下，有机过氧 化物分解一半所需要的时间。
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一些常见的过氧化物特性如下表所示。 几种有机过氧化物的特性
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(c)促进剂
促进剂的作用是把引发剂的分解温度降到室 温以下。
促进剂种类很多，各有其适用性。 对过氧化物有效的促进剂有，二甲基苯胺、 二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等。
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由于树脂的收缩率高且力学性能较低，因此 很少用它与碳纤维制造复合材料。
但近年来由于汽车工业发展的需耍，用玻璃
纤维部分取代碳纤维的混杂复合材料得以发展，
价格低廉的聚酯树脂可能扩大应用。
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不饱和聚酯的主要优点是：
１、工艺性能良好，如室温下粘度低，可以在室 温下固化，在常压下成型，颜色浅，可以制作彩色制 品，有多种措施来调节其工艺性能等；
复合材料的基体材料
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环氧树脂也存在一些缺点，比如耐候性差，环氧树脂中 一般含有芳香醚键，固化物经日光照射后易降解断链，所以 通常的双酚A型环氧树脂固化物在户外日晒，易失去光泽， 逐渐粉化，因此不宜用作户外的面漆。另外，环氧树脂低温 固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下则固化缓 慢，对于大型物体如船舶、桥梁、港湾、油槽等寒季施工十 分不便。
饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2) 附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性极
大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团，
赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材
等极性基材以优良的附着力。
(3) 固化收缩率小。一般为1％～2％。是热固性
树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～
10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4
(6) 稳定性好，抗化学药品性优良。不含碱、盐等杂质的 环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)， 其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具 有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性 能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧 树脂大量用作防腐蚀底漆，又因环氧树脂固化物呈三维网状 结构，又能耐油类等的浸渍，大量应用于油槽、油轮、飞机 的整体油箱内壁衬里等。
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提高树脂耐热性方法： 增加高分子链刚性：引入共轭双键、三键或环状结构； 进行结晶：-C-O-C-, -OH, -NH2等； 进行交联：交联键增加，提高分子间作用力。
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三、耐腐蚀性能
树脂的腐蚀
物理作用：溶胀或溶解，导致结构破坏，性能下降 化学作用：化学键破坏或新的化学键 影响因素：
第二章复合材料的基体材料ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
❖ 四、 聚合物材料 ❖ 1. 复合材料中常用的聚合物种类
❖ （1）不饱和聚酯树脂。用于玻璃纤维复合材料 ❖ （2）环氧树脂。性能优异，用于碳纤维复合材
料和优质玻璃纤维复合材料。 ❖ （3）酚醛树脂。性能较差，且需高压成形，用
性好的；对于非连续性增强复合材料，选高强度
合金为基体。
• （3）根据基体金属与增强物的相容性选择
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2.1.2 结构复合材料的基体
结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
❖ 主要的增强物为：陶瓷颗粒或晶须。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
❖
Байду номын сангаас
Al2O3（刚玉）—典型的纯氧化物陶瓷。
有较高室温和高温强度。
❖
ZrO2—使用温度达2000～2200℃，主要
用作耐火坩锅，反应堆的绝缘材料，金属表面的
二、 无机胶凝材料 水泥，石膏，菱苦土，水玻璃等。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2.2 陶瓷材料
传统陶瓷是指陶器和瓷器，主要由含二氧化硅的 天然硅酸盐矿物质制成。
现代陶瓷：高纯度、高性能的氧化物、碳化物、 硼化物、氮化物等。