高分子材料研究进展PPT课件
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《高分子化学》PPT课件
纤维增强效果
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
《高分子化学》PPT 课件
目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
《高分子化学》PPT 课件
目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
高分子材料的性能与研究方法(ppt 28页)
料
医用高分子
概念：可应用于医药的人工合成（包括改性）的
高分子材料，不包括天然高分子材料、生物高分子 材料、无机（高分子）材料等在内。
分 类
基本：（1）、组织相容性：材料自身稳定性及于机 要求 体组织亲和性（容忍性），材料对集体的影
响； （2）、酶生物老化性：材料对人体复杂环境 的适应性（抗“体内老化”性） （3）、血液适应性：不凝血、不溶血、不改 变血液中的蛋白、不破坏血小板、不在引发 血栓形成等。
功能高分子材料
分类：（1）化学功能：感光高分子、氧化还原树脂、离子交
高
换树脂、高分子催化剂、光降解塑料、固体电介质等；
分
（2）物理功能：导电高分子、压电高分子、高分子极 驻体、旋光性高分子、磁记录高分子、荧光体等； （3）化学、物理复合功能：高分子吸附剂、絮凝剂、
子 发 光 板
表面活性剂、染料、稳定剂、高吸水材料等；
2、连锁聚合反应（链式聚合、链式反应）： 单体被某种能量激活，是指链接到具有能量 的基团上，从而再激发另一个单体使之在连 接到这个增长的基团上，如此往复连成高分 子。包括自由基聚合与离子聚合。
4、高分子共混：多种高分子共混，形成有 特点的新的高分子材料。包括机械粉末共混、 溶液共混、乳液共混、熔融共混、化学反应 性共混等。
复合材料：以一种材料为基体（基体材料），另一
种材料为增强体（增强材料）组合而成的材料。 聚合物基复合材料通常以塑料或橡胶为基体，以纤维 为增强材料。
优势性能：强度高、力学性能好，抗疲劳性能好，
减震性能好，热变形温度高。
应用领域：
（1）航天航空（机翼、卫星天线、太阳能电池翼、大型运载火箭壳体等）； （2）汽车工业（车身、受力构件、传动轴、发动机架及内部构件等）； （3）化工、纺织、机械制造（化工设备、纺织机、复印机、高速机床等）； （4）医学领域（医用X光机、矫形支架等）。
高分子智能材料全解PPT课件
将非电量转换为与之有确定关系的电量输出的装 置。
传感器分类
按输入量、输出量、工作原理、能量关系等分类 。
传感器基本原理
利用物理效应、化学效应或生物效应，将被测量 转换为电量。
高分子智能材料在传感器中作用机制
敏感元件
高分子材料作为敏感元件，能够感知被测量的变化并产生响应。
转换元件
将敏感元件产生的响应转换为电量输出。
• 高分子智能材料在高端制造和智能制造中的应用：高分子智能材料在高端制造 和智能制造领域具有广阔的应用前景，如智能传感器、智能执行器、智能机器 人等，将为现代制造业的发展注入新的活力。
THANKS
感谢观看
应用领域及前景展望
应用领域
高分子智能材料在传感器、驱动器、智能纺织品、生物医学、环保等领域具有 广泛的应用前景。
前景展望
随着科技的进步和需求的增长，高分子智能材料的应用领域将不断拓展，同时 对其性能的要求也将不断提高。未来，高分子智能材料将在智能化、多功能化 、环保化等方面取得更大的突破和发展。
02
控的释放行为等。
03
实践举例
列举几个成功应用高分子材料作为药物控释载体的案例，并分析其设计
思路和应用效果。
组织工程支架材料研究进展
组织工程支架材料的作用及要求
阐述组织工程支架材料在组织工程中的作用和所需满足的要求，如良好的生物相容性、适 当的机械性能等。
高分子材料在组织工程支架中的应用
分析高分子材料作为组织工程支架材料的优点和应用现状，如可降解高分子材料、水凝胶 等。
无免疫原性等。
安全性问题及对策
03
探讨高分子材料在生物医学应用中可能存在的安全性
问题，如毒性、致癌性等，并提出相应的解决策略。
传感器分类
按输入量、输出量、工作原理、能量关系等分类 。
传感器基本原理
利用物理效应、化学效应或生物效应，将被测量 转换为电量。
高分子智能材料在传感器中作用机制
敏感元件
高分子材料作为敏感元件，能够感知被测量的变化并产生响应。
转换元件
将敏感元件产生的响应转换为电量输出。
• 高分子智能材料在高端制造和智能制造中的应用：高分子智能材料在高端制造 和智能制造领域具有广阔的应用前景，如智能传感器、智能执行器、智能机器 人等，将为现代制造业的发展注入新的活力。
THANKS
感谢观看
应用领域及前景展望
应用领域
高分子智能材料在传感器、驱动器、智能纺织品、生物医学、环保等领域具有 广泛的应用前景。
前景展望
随着科技的进步和需求的增长，高分子智能材料的应用领域将不断拓展，同时 对其性能的要求也将不断提高。未来，高分子智能材料将在智能化、多功能化 、环保化等方面取得更大的突破和发展。
02
控的释放行为等。
03
实践举例
列举几个成功应用高分子材料作为药物控释载体的案例，并分析其设计
思路和应用效果。
组织工程支架材料研究进展
组织工程支架材料的作用及要求
阐述组织工程支架材料在组织工程中的作用和所需满足的要求，如良好的生物相容性、适 当的机械性能等。
高分子材料在组织工程支架中的应用
分析高分子材料作为组织工程支架材料的优点和应用现状，如可降解高分子材料、水凝胶 等。
无免疫原性等。
安全性问题及对策
03
探讨高分子材料在生物医学应用中可能存在的安全性
问题，如毒性、致癌性等，并提出相应的解决策略。
第五章 有机高分子材料(共100张PPT)
有多种测定相对分子质量的方法，各种方法符合不同的统计
数学模型，故测定的统计平均值互不相等，常见的相对分子质量
有数均相对分子质量、重均相对分子质量、黏均相对分子质量
等。
第二节 高分子的合成、结构与性能
1. 高分子的合成原理及方法
2. 高分子的结构和性能
一、 高分子的合成原理及方法
1. 高分子的合成原理
高功能化
对高分子功能的研究正在深度和广度上获得进展，从离子交
换开展到电子交换，又开展到各种高分子别离膜和高分子吸附
剂。从电绝缘体扩展到半导体、导体，甚至超导体。由电性能扩
展到光、磁、声、热、力等性能。从化学、物理性能扩展到了生
物性能。
复合化
高分子材料是结构复合材料的最主要的基体之一，以玻璃纤
➢ 60年代，是聚烯烃、合成橡胶、工程塑料、溶液聚合、配位聚合、 离子聚合的开展时期，形成了高分子全面繁荣的局面。
➢ 70年代，开展了液晶高分子。
➢ 70年代以后，主要提高产量、改进性能、开展功能等方面。
四、高分子材料的战略地位和开展趋势
1.高分子材料在国民经济和科学技术中的战略地位
材料是工业生产开展的根底，新材料的出现往往会给新技术带来划时代的 突破。高分子材料是材料领域中的后起之秀，它的出现带来了材料领 域的重大变革，从而形成了金属材料、无机材料、高分子材料和复合 材料多角共存的格局。
生。
智能化
智能材料使材料本身带有生物所具有的高级功能，例如具有 预知预告性、自我诊断、自我修复、自我增殖、认识识别能力、 刺激反响性、环境应答性等种种特性，对环境条件的变化能作出
符合要求的应答。
五、高分子材料的根本概念
1. 高分子的链结构
2. 高分子的聚合度及其计算
数学模型，故测定的统计平均值互不相等，常见的相对分子质量
有数均相对分子质量、重均相对分子质量、黏均相对分子质量
等。
第二节 高分子的合成、结构与性能
1. 高分子的合成原理及方法
2. 高分子的结构和性能
一、 高分子的合成原理及方法
1. 高分子的合成原理
高功能化
对高分子功能的研究正在深度和广度上获得进展，从离子交
换开展到电子交换，又开展到各种高分子别离膜和高分子吸附
剂。从电绝缘体扩展到半导体、导体，甚至超导体。由电性能扩
展到光、磁、声、热、力等性能。从化学、物理性能扩展到了生
物性能。
复合化
高分子材料是结构复合材料的最主要的基体之一，以玻璃纤
➢ 60年代，是聚烯烃、合成橡胶、工程塑料、溶液聚合、配位聚合、 离子聚合的开展时期，形成了高分子全面繁荣的局面。
➢ 70年代，开展了液晶高分子。
➢ 70年代以后，主要提高产量、改进性能、开展功能等方面。
四、高分子材料的战略地位和开展趋势
1.高分子材料在国民经济和科学技术中的战略地位
材料是工业生产开展的根底，新材料的出现往往会给新技术带来划时代的 突破。高分子材料是材料领域中的后起之秀，它的出现带来了材料领 域的重大变革，从而形成了金属材料、无机材料、高分子材料和复合 材料多角共存的格局。
生。
智能化
智能材料使材料本身带有生物所具有的高级功能，例如具有 预知预告性、自我诊断、自我修复、自我增殖、认识识别能力、 刺激反响性、环境应答性等种种特性，对环境条件的变化能作出
符合要求的应答。
五、高分子材料的根本概念
1. 高分子的链结构
2. 高分子的聚合度及其计算
天然高分子材料研究进展
四、结论
四、结论
天然生物医用高分子材料由于其出色的生物相容性和生物活性，在医疗领域 具有广泛的应用前景。随着科技的不断进步，相信未来会有更多新型的天然生物 医用高分子材料被开发出来，为人类的健康事业做出更大的贡献。
谢谢观看
二、天然高分子外敷材料的种类 和应用
二、天然高分子外敷材料的种类和应用
1、壳聚糖：壳聚糖是一种来源于甲壳类动物的外壳的天然高分子，具有良好 的生物相容性和抗菌性。它可以用于制作药物载体，促进伤口愈合，防止感染。
二、天然高分子外敷材料的种类和应用
2、纤维素：纤维素是一种常见的天然高分子，具有优良的力学性能和生物相 容性。它可以被用作医用敷料，能够吸收伤口的渗出物，促进伤口愈合。
3、医疗器械
3、医疗器械
天然非生物降解高分子材料具有良好的机械性能和化学稳定性，可用于制作 医疗器械。例如，纤维素可加工成纤维束、膜材料等，用于制作医疗器械的包装 材料、支架材料等。
三、天然生物医用高分子材料的 研究进展
三、天然生物医用高分子材料的研究进展
近年来，随着对天然生物医用高分子材料的深入研究，越来越多的新型天然 生物医用高分子材料被开发出来。其中，基于蛋白质的纳米粒子已成为药物载体 的重要研究方向。这些纳米粒子具有良好的生物相容性和生物活性，同时可以通 过化学修饰来改善其药物载体性能。此外，基于甲壳素和壳聚糖的纳米粒子也因 其优良的生物相容性和生物活性而备受。这些纳米粒子可以作为药物载体和基因 载体，通过控制药物和基因的释放来提高疗效。
五、结论
五、结论
天然高分子外敷材料作为一种绿色、安全的材料，在医疗、环保、能源、信 息等多个领域具有广泛的应用前景。随着科技的发展，这些材料的研究和应用也 将不断地深化和扩展。未来，我们需要进一步加强对天然高分子外敷材料的改性 研究和应用研究，以开发出性能更优、应用更广的材料，为人类的生产和生活提 供更多的贡献。
高分子化学ppt幻灯片课件
产业的发展。
02
高分子化合物结构 与性质
高分子化合物基本结构
链状结构
由长链分子组成，链上原子以共 价键连接，形成线性或支链结构。
网状结构
由三维空间的分子链交织而成，具 有高度的交联性和空间稳定性。
聚集态结构
高分子链在空间中的排列和堆砌方 式，包括晶态、非晶态、液晶态等。
高分子化合物聚集态结构
晶态结构
高分子化学ppt幻灯 片课件
目录
CONTENTS
• 高分子化学概述 • 高分子化合物结构与性质 • 高分子合成方法与反应机理 • 高分子材料制备与加工技术 • 高分子材料性能与应用领域 • 高分子化学前沿研究领域与展望
01
高分子化学概述
高分子化学定义与特点
定义
高分子化学是研究高分子化合物的 合成、结构、性能及其应用的科学。
维。
后处理
纺织加工
对初生纤维进行拉伸、 热定形、卷曲等后处理， 改善纤维的物理机械性
能。
将纤维加工成纱线、织 物等纺织品，满足服装、 家居用品等领域的需求。
05
高分子材料性能与 应用领域
塑料性能及应用领域
塑料主要性能
质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工成型等。
应用领域
包装、建筑、汽车、电子电器、农业等。
发展趋势
高分子链在空间中规则排列，形 成晶体。晶态高分子具有优异的
力学性能和热稳定性。
非晶态结构
高分子链在空间中无规则排列， 呈现无序状态。非晶态高分子具
有较好的柔韧性和加工性能。
液晶态结构
介于晶态和非晶态之间的一种特 殊聚集态，高分子链在空间中呈 现一定程度的有序排列。液晶高 分子具有独特的光学、电学和力
高性能化、功能化、环保化。
02
高分子化合物结构 与性质
高分子化合物基本结构
链状结构
由长链分子组成，链上原子以共 价键连接，形成线性或支链结构。
网状结构
由三维空间的分子链交织而成，具 有高度的交联性和空间稳定性。
聚集态结构
高分子链在空间中的排列和堆砌方 式，包括晶态、非晶态、液晶态等。
高分子化合物聚集态结构
晶态结构
高分子化学ppt幻灯 片课件
目录
CONTENTS
• 高分子化学概述 • 高分子化合物结构与性质 • 高分子合成方法与反应机理 • 高分子材料制备与加工技术 • 高分子材料性能与应用领域 • 高分子化学前沿研究领域与展望
01
高分子化学概述
高分子化学定义与特点
定义
高分子化学是研究高分子化合物的 合成、结构、性能及其应用的科学。
维。
后处理
纺织加工
对初生纤维进行拉伸、 热定形、卷曲等后处理， 改善纤维的物理机械性
能。
将纤维加工成纱线、织 物等纺织品，满足服装、 家居用品等领域的需求。
05
高分子材料性能与 应用领域
塑料性能及应用领域
塑料主要性能
质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工成型等。
应用领域
包装、建筑、汽车、电子电器、农业等。
发展趋势
高分子链在空间中规则排列，形 成晶体。晶态高分子具有优异的
力学性能和热稳定性。
非晶态结构
高分子链在空间中无规则排列， 呈现无序状态。非晶态高分子具
有较好的柔韧性和加工性能。
液晶态结构
介于晶态和非晶态之间的一种特 殊聚集态，高分子链在空间中呈 现一定程度的有序排列。液晶高 分子具有独特的光学、电学和力
高性能化、功能化、环保化。
新型有机高分子材料课件
新型有机高分子材料
有机高分子材料是一种以碳元素为主要构成元素的大分子有机化合物。
定义
有机高分子材料是由碳元素构成的大分子有机化合物，具有广泛的应用领域 和独特的物理、化学性质。
分类
聚合物
由多个单体通过共价键连接 而成，如塑料、橡胶等。
共聚物
由两种或多种不同单体通过 共价键连接而成，具有特定 的性能和结构。
纳米材料应用
将纳米技术与高分子材料相结合，创造 更多应用领域。
生物高分子
来源于自然界的有机物，具 有生物活性和可降解性。
制备方法
聚合反应
通过添加引发剂和催化剂，将单体连接成高分子链。
纳米材料合成
运用纳米技术制备具有特殊性能的有机高分子材料。
工业应用
1 包装材料
轻便、耐用的塑料材料广泛用于食品、日用 品等领域的包装。
2 电子器件
高分子材料的绝缘性能和柔韧性使其成为电 子器件的理想材质。
高分子材料具有良好的可塑性 和可加工性，可制备成各种形 状和尺寸。
挑战和限制
• 高分子材料的稳定性和寿命有限，易受到热、光、湿等环境因素的影响。 • 某些高分子材料存在毒性和环境污染问题。
发展趋势和未来展望
1
功能性高分子材料
2
开发具有特殊功能的高分子材料，如自
修复、导电等。
3可持续Biblioteka 展研发更环保、可降解的高分子材料。
3 医疗用途
4 环境保护
生物可降解的高分子材料被应用于医疗领域， 如缝合线、植入物等。
高分子材料的可回收性和再生性有助于环境 保护和可持续发展。
特性和优势
高分子链结构
多样性链结构赋予高分子材料 丰富的物理性质和化学反应活 性。
有机高分子材料是一种以碳元素为主要构成元素的大分子有机化合物。
定义
有机高分子材料是由碳元素构成的大分子有机化合物，具有广泛的应用领域 和独特的物理、化学性质。
分类
聚合物
由多个单体通过共价键连接 而成，如塑料、橡胶等。
共聚物
由两种或多种不同单体通过 共价键连接而成，具有特定 的性能和结构。
纳米材料应用
将纳米技术与高分子材料相结合，创造 更多应用领域。
生物高分子
来源于自然界的有机物，具 有生物活性和可降解性。
制备方法
聚合反应
通过添加引发剂和催化剂，将单体连接成高分子链。
纳米材料合成
运用纳米技术制备具有特殊性能的有机高分子材料。
工业应用
1 包装材料
轻便、耐用的塑料材料广泛用于食品、日用 品等领域的包装。
2 电子器件
高分子材料的绝缘性能和柔韧性使其成为电 子器件的理想材质。
高分子材料具有良好的可塑性 和可加工性，可制备成各种形 状和尺寸。
挑战和限制
• 高分子材料的稳定性和寿命有限，易受到热、光、湿等环境因素的影响。 • 某些高分子材料存在毒性和环境污染问题。
发展趋势和未来展望
1
功能性高分子材料
2
开发具有特殊功能的高分子材料，如自
修复、导电等。
3可持续Biblioteka 展研发更环保、可降解的高分子材料。
3 医疗用途
4 环境保护
生物可降解的高分子材料被应用于医疗领域， 如缝合线、植入物等。
高分子材料的可回收性和再生性有助于环境 保护和可持续发展。
特性和优势
高分子链结构
多样性链结构赋予高分子材料 丰富的物理性质和化学反应活 性。
先进高分子材料在国防相关领域的研发和应用进展-PPT精品文档
型太阳能柔性板（太阳能阵列片材：SAW）是ISS的重要供电源， 是由2层长约22m、款4.3m的外毡和中央的伸展柱组成，各毡连 接以Kapton H（PI）为基材的82张板，通过中央柱组合成可折 叠和伸长的太阳能板。
•在板上用硅树脂粘接200个8×8cm的太阳能电池，所产生的电
力可输送至连接到FPC的ISS。
•IKAROS是由直径1.6m的探测器侧面的展开系统和支撑航天飞行
器的无线电通路部组成，一片PI膜约长13.6m，厚7.5μ m。
•IKAROS探测器的质量为296Kg，直径160cm、高度83cm，如图9
所示，在电池表面有48个约10m2的薄膜太阳能单电池和在外围 72个采用液晶薄膜的PI方向控制装置，靠硅树脂粘接在一起。
•据报道，PAN-CF的理论强度为180GPa，T2000的强度仅为理论
值的1/3，因此还有很大的发展空间，关键是能否找到实用化 的工艺技术解决方案。
•其难点之一：①共聚单体问题，本来用纯聚PAN若能制得理想
状态的PAN原丝，并解决预氧化过程的瞬间发热问题，就有利 于形成有规的石墨层状结构，从而制得超高强高模PAN-CF，但 由于纯聚PAN分子结构具有很强的范德华力和氢键，使其纺丝 过程难以形成柔软而无空隙的PAN原丝，更难以解决预氧化过 程的集中放热所引发的的着火问题。
运行温度，还要经受地球周边存在于低轨道并以8Km/S的高速 度冲击飞行器的原子氧（A·O）的袭击，其浓度为1012-13原子 氧/m3。
•这种原子氧能使各种高分子材料迅速氧化、老化，PI膜也不例
外，因此开发了可抵御A·O的含硅、含磷或氟化的PI，其中含 Si的PIBSF30具有优良的耐受性。图5示出日本第一颗地球回收 宇宙无人实验卫星（SUF）的EPEX表面的MLI结构。
•在板上用硅树脂粘接200个8×8cm的太阳能电池，所产生的电
力可输送至连接到FPC的ISS。
•IKAROS是由直径1.6m的探测器侧面的展开系统和支撑航天飞行
器的无线电通路部组成，一片PI膜约长13.6m，厚7.5μ m。
•IKAROS探测器的质量为296Kg，直径160cm、高度83cm，如图9
所示，在电池表面有48个约10m2的薄膜太阳能单电池和在外围 72个采用液晶薄膜的PI方向控制装置，靠硅树脂粘接在一起。
•据报道，PAN-CF的理论强度为180GPa，T2000的强度仅为理论
值的1/3，因此还有很大的发展空间，关键是能否找到实用化 的工艺技术解决方案。
•其难点之一：①共聚单体问题，本来用纯聚PAN若能制得理想
状态的PAN原丝，并解决预氧化过程的瞬间发热问题，就有利 于形成有规的石墨层状结构，从而制得超高强高模PAN-CF，但 由于纯聚PAN分子结构具有很强的范德华力和氢键，使其纺丝 过程难以形成柔软而无空隙的PAN原丝，更难以解决预氧化过 程的集中放热所引发的的着火问题。
运行温度，还要经受地球周边存在于低轨道并以8Km/S的高速 度冲击飞行器的原子氧（A·O）的袭击，其浓度为1012-13原子 氧/m3。
•这种原子氧能使各种高分子材料迅速氧化、老化，PI膜也不例
外，因此开发了可抵御A·O的含硅、含磷或氟化的PI，其中含 Si的PIBSF30具有优良的耐受性。图5示出日本第一颗地球回收 宇宙无人实验卫星（SUF）的EPEX表面的MLI结构。
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良好
耐腐蚀性 不耐碱
优良
良好
放热峰
较低（100℃左右） 较高（120～130℃）
固化收缩率
高（7～8%）
低（≦5%）
VOC含量
含交联剂，易挥发
不含交联剂
应用 灌注、手糊 灌注、手糊 灌注、手糊、预浸
市场价格
低
适中
高
7
层压板的力学性能（ASHLAND)
8
浇铸体的力学性能（ASHLAND)
9
1.3 不饱和聚酯进展
Hydrex100HT
美国 Reichhold
商品化
具有低VOC值 (苯乙烯<35％)和充裕 的操作时间
MFE-RTM-200和 MFE-VARIM-200
中国华昌聚合 商品化 物
具有小于0.2Pa•s的粘度，大于2h的 凝胶时间，后者还具有＜0.3%的超 低收缩率
·主要研究目标
针对叶片用乙烯基酯树脂的研究重在性能改进，改进目标之一是为 达到抗微裂和更薄的目的而增加其固化态的塑变性；另一目标是优化固 化的外形，缩短周期，在不影响性能综合平衡的情况下降低峰温。
尺寸
50*200*15mm 60*60*50mm
16
2.2 高分子芯材种类和特点
特点
价格 应用 生产工艺
PVC ① 具有很好的静、动力性能
② 使用温度：-240℃ ~ 80℃
性 价 比 靠 近 叶 真空渗透工
高
尖 的 部 艺（Gurit）
位
PET ① 在同样密度时强度和硬度比PVC 性 价 比 叶 片 壳 熔融挤出法
▼选用原则
同源匹配性 结构设计要求 制造工艺特点
PU ① 耐温性能好：-100℃～150℃
② 绝热性能优良
便宜
③ 发泡成型和机械加工简单
④ 与其他一些结构夹芯材料比，PU硬泡力学性
能表现一般
熔融挤出法
通过纤维增 强来弥补力 学性能的不 足
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2.7 PU泡沫
定义： 通常是由多元醇、异氰酸酯、发泡剂、稳定
剂、催化剂及其他助剂制得，属于高交联度、低密度 闭孔网状结构泡沫体。
商品化
技术特点
在长期的应用中证明了其优异的产品 品质，其价格一直居于高位
可使风轮叶片强度更高，重量更轻， 并且更容易制造
前者可将现行叶片生产周期缩短，将 生产效率提高30％；而后者则比传 统灌注体系延长了固化时间，有利于 工艺稳定操作
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1.5 乙烯基酯树脂进展
·市场产品和在研技术
产品型号 制造商 阶段 技术特点
采用DSC热分析技术和黏度实验方法 ，建立了双阿累尼乌斯流变模型，可 优化工艺参数和保证叶片质量
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1.4 环氧树脂进展
·市场产品和在研技术
产品型号 制造商 阶段
MGS RIM 135系列 美国Hexion 商品化
AIRSTONE系列
美国Dow
商品化
Baxxodur® 5300 和 德国Basf 5400
单位 MPa % MPa MPa ℃ (mg@168h)
环氧树脂 ≥55 ≥2.5 ≥2700 ≥100 ≥70 ≤50
不饱和聚酯 ≥40 ≥2.0 ≥2700 ≥80 ≥60 ≤50
6
1.3 各类叶片树脂性能特点比较
性能特点 不饱和聚酯 乙烯基酯
环氧
固化方式
常温加热都可固化
必须加热固化
浸润性
较差
泡沫低，PET无法提供显著的减重 更高 板 的 尖
效果
端10米
②比轻木的一致性好
③ 可100%回收再利用
PMI ①耐温性好，热变形温度（180 ~ 价格高
240℃）
独特的固体 发泡技术
②在密度相同时,PMI为强度和刚度
最高的泡沫
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特点 PEI ①使用温度较宽，-194℃～180℃
②吸水率低，仅为0.25%
▲材料类型
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两种硬质泡沫夹芯材料的GL认证最低指标
考核指标
表观密度 剪切模量 剪切强度 杨氏模量 抗压强度 吸水率（28天后）
硬质泡沫
数值
单位
60 200 Kg/m3
15 65 kg/m³
0.5 2.6
Mpa
40 65
Mpa
0.6 3.5
Mpa
2
2 Vol.-%
测试标准
ISO 845 DIN 53294 DIN 53294 ISO 844 ISO 844 ISO 2896
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1.6 树脂成型工艺进展
·工艺类型和发展
VARTM RTM
预浸料铺放、拉挤、纤维缠绕 手糊、模压
·典型的VARTM工艺图
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2. 芯 材
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2.1 高分子芯材简介
▼芯材作用
减轻叶片重量 增强结构刚度 防止局部失稳 提高抗载荷能力
PVC泡沫 PET泡沫 PMI泡沫 PEI泡沫 SAN泡沫 PU硬泡沫
特点：① 绝热性能优良
② 发泡成型和机械加工简单 ③ 与其他结构夹芯材料比，PU硬泡力学性能 表现一般 ④ 价格便宜
研究方向：通过纤维增强来弥补力学性能的不足 制造企业：美国WebCore公司 TYCOR® W
美国Kayco复合材料公司 Kay-cell
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3. 胶 黏 剂
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3.1 胶黏剂材料认证要求
·表 GL认证主要要求
项目 拉伸剪切强度
单位 MPa
数值 ≥12
剥离强度
N/mm ≥2
热变形温度
°C
≥65
长期蠕变实验192±2h
≤0.18mm/0.5mm ≤1mm/3mm
测试条件为：分别在温度23℃，湿度50% 处理24±1h 以及 23℃蒸馏水下浸泡1000±12h
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▼四类基础材料
☆环氧树脂 乙烯基酯树脂 聚氨酯树脂 丙烯酸酯树脂
技术领域 所属行业 任务来源 创新性
化学与化工材料 制造业 自选 国内首创
风力发电叶片用高分子材料研究进展
2011.11.25
前言
2
前言
3
1. 树 脂
4
1.1 树脂材料市场应用比例
5
1.2 树脂材料认证要求
·表1 树脂GL认证最低指标
检测项目 拉伸强度 断裂伸长率 拉伸模量 弯曲强度 热变形温度 吸水
·市场产品和在研技术
产品型号 制造商 阶段
Aropol G300和M300 美国Ashland 商品化
Synolite™1777 和 1790-G-3
LSP-8020B
荷兰DSM
商品化
中国国防科大 在研
技术特点
具有高强度、高热变形温度、优良韧 性和低放热等特点，分别适用于真空 灌注工艺和手糊工艺
具备较高的机械特性和较低的材料成 本 ；后者黏度更低，尤其适用真空 导入工艺
价格 应用 生产工艺
昂贵
目前最优秀
的方法---熔
融挤出法
SAN ① 具有交联PVC泡沫的大部分静力特性，但延伸 接 近
率、韧性更高些，抗冲击性能也更好
PVC
② PVC泡沫一般使用增塑剂来提高聚合物韧性，
而SAN泡沫是聚合物本身具有韧性
③ 抗压强度和剪切强度比常用的交联PVC泡沫差
④ 耐热性比PVC泡沫好