先进树脂基复合材料
树脂基复合材料
树脂基复合材料随着科学技术的不断发展，材料科学领域也在不断取得突破性进展。
树脂基复合材料作为一种重要的功能材料，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、设计自由度大等优点，因此备受青睐。
本文将就树脂基复合材料的概念、分类、制备方法、性能及应用进行介绍。
一、概念。
树脂基复合材料是由树脂作为基体，再加入填料、增强材料等组成的一种复合材料。
树脂通常选择环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等，而填料和增强材料则有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
树脂基复合材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
二、分类。
树脂基复合材料可以根据树脂的种类、增强材料的种类、制备工艺等进行分类。
按照树脂的种类，可以分为环氧树脂基复合材料、酚醛树脂基复合材料、不饱和聚酯树脂基复合材料等。
按照增强材料的种类，可以分为玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料等。
根据制备工艺的不同，可以分为手工层叠法、预浸法、注射成型法等。
三、制备方法。
树脂基复合材料的制备方法多种多样，常见的包括手工层叠法、预浸法、注射成型法等。
手工层叠法是最早的制备方法，其工艺简单，成本低，但生产效率低，质量不稳定。
预浸法是将增强材料浸泡在树脂中，然后烘干成型，工艺复杂，但成型速度快，质量稳定。
注射成型法是将树脂和增强材料混合后通过模具注射成型，工艺复杂，但成型速度快，适用于大批量生产。
四、性能。
树脂基复合材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
其强度和刚度远高于金属材料，比重却只有金属的三分之一至四分之一。
同时，树脂基复合材料具有优异的耐腐蚀性能，不易受到化学物质的侵蚀。
此外，树脂基复合材料还具有设计自由度大、成型工艺灵活等优点。
五、应用。
树脂基复合材料在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，树脂基复合材料被用于制造飞机机身、飞机翼、航天器外壳等部件，以减轻重量、提高飞行性能。
树脂基复合材料研究进展
先进树脂基复合材料研究进展摘要：本文介绍了颗粒增强、无机盐晶须增强、光固化等类型的树脂基复合材料，亦指出热固性、环氧树脂基复合材料，并简述了制备方法和新技术的应用。
关键词：树脂基复合材料，颗粒增强，无机盐晶须增强，光固化，制备方法，新技术ADVANCE THE RESEARCH OF POLYMER MATRIX COMPOSITESABSTRACT: The particulate reinforced、inorganic salt whisker, light-cured of resin matrix composites were introduced in this paper,the thermosetting and thermoplastic resin matrix composites was also show in the paper.This paper also discussed the application of new preparation method and technology.Keywords: resin matrix composites,particulate reinforced,inorganic salt whisker, light-cured,preparation method,new technology先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成，并具有明显优于原组分性能的一类新型材料。
目前航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酞亚胺基复合材料[1]。
树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性强等一系列优点，是轻质高效结构设计最理想的材料[2]。
用复合材料设计的航空结构可实现20％一30％的结构减重；复合材料优异的抗疲劳和耐腐蚀性，能提高飞机结构的使用寿命，降低飞机结构的全寿命成本；复合材料结构有利于整体设计和制造，可在提高飞机结构效率和可靠性的同时，采用低成本整体制造工艺降低制造成本。
2024年热固性树脂基复合材料市场调研报告
2024年热固性树脂基复合材料市场调研报告前言热固性树脂基复合材料是一种重要的先进材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
本调研报告旨在深入分析热固性树脂基复合材料市场的现状和发展趋势，为相关行业提供参考。
一、市场概述热固性树脂基复合材料市场是一项具有巨大潜力的市场。
随着技术的不断发展和应用的拓展，热固性树脂基复合材料逐渐替代传统材料，在航空航天、汽车工业、电子电气、建筑等领域得到广泛应用。
二、市场规模据调查数据显示，热固性树脂基复合材料市场在过去几年保持了稳定增长。
市场规模呈逐年增长的趋势，预计在未来几年中将继续保持良好势头。
三、市场分析1.主要产品种类–碳纤维增强热固性树脂基复合材料–玻璃纤维增强热固性树脂基复合材料–有机纤维增强热固性树脂基复合材料2.应用领域–航空航天–汽车工业–电子电气–建筑3.市场竞争格局–国内外企业竞争激烈，市场份额分布较为均衡。
–高技术水平和市场占有率的企业具有明显优势。
四、市场驱动因素1.技术进步和创新2.环保意识增强3.行业需求增加4.政府政策的支持五、市场挑战1.原材料价格波动2.生产工艺不成熟3.技术难题待解决六、市场前景热固性树脂基复合材料市场的未来前景广阔。
随着技术的发展和应用的拓展，热固性树脂基复合材料有望在各个领域得到更广泛的应用和推广，市场规模将进一步扩大。
七、结论热固性树脂基复合材料市场在不断发展壮大，具有广阔的应用前景。
企业应加强技术研究和创新，提高产品质量，确保竞争力，积极拓展市场份额。
政府应加大对该行业的支持力度，为行业发展提供良好的政策环境。
Note:以上内容仅为示例，实际报告请根据需求进行编写和调整。
树脂基复合材料简介-2022年学习资料
©传统的聚合物基体是热固性的，-o优点：良好的工艺性-©由于固化前，热固性树脂粘度很低，因而宜于在常温常压 下浸渍纤维，并在较低的温度和压力下固化成型；-©固化后具有良好的耐蚀性和抗蠕变性；-⊙缺点：预浸料需低温冷 且贮存期有限，成型周期长和-材料韧性差。-6
热塑性树脂-。1具有线形或支链结构的有机高分子化合物。特点是预-热软化或熔融而处于可塑性状态，冷却后又变坚 。-2成型利用树脂的熔化、流动，冷却、固化的物理过程-变化来实现的，过程具有可逆性，能够再次加工。-。3聚 状态为晶态和非晶态的混合，结晶度在20%-85%-b-热塑性高聚物模量与-结晶度增大-整责！-温度关系-0 -冻-Tg:玻璃化转变温度，-,GPa-10-Tf:流动温度-Tm:粘流温度-熔点-Tg温度-6
三·树脂基复合材料的制备成型工艺方法-预浸料-预混料-纤维、树脂、添加剂等原料-二步法：降低孔隙-率，提高 匀性-预成型-固化-一步法：工艺简单，-但复合材料中会存-在孔洞，均匀性差-脱模-整修-10
成型工艺主要方法-3-手糊成型-喷射成型-袋压成型-5-缠绕成型-拉挤成型-树脂传递模成型-11
四·树脂基复合材料的应用举例-20世纪60年代美国空军材料研究所将B纤维增强环氧树脂复-合材料命名为先进复 材料-先进树先进树脂基复合材料在军用飞机上的应用20多年来-走过了一条由小到大由弱到强，由少到多，由结构受 到增-加功能的道路。第三代歼击机如法国的Raflae、j-瑞典的JAs一-39,树脂基复合材料用量分别达4 %和30%，第四代歼击机-如美国的F.22和F一35，树脂基复合材料用量分别达24%和-30%以上。F一2 飞机主要应用耐热150℃以上IM7中模量碳纤-维增强韧性BMI复合材料，应用的主要部位包括前、中机身，-机 蒙皮，框，梁，壁板等，成型工艺技术主要为热压罐和-RTM成型。-12
树脂基复合材料
树脂基复合材料树脂基复合材料是一种将多种共性结合在一起的新型材料，由纤维增强树脂基体和复合材料完成。
复合材料有着良好的力学性能、较少的收缩性和减震性，具有重量轻、抗拉强度高的特点，是现代航空航天设计中非常重要的一种材料。
树脂基复合材料是由聚合物树脂和纤维材料组成的。
聚合物树脂能够在正常使用温度范围内具有很好的机械性能和耐久性，而纤维材料则使电性能、热稳定性和疲劳耐久性等性能得到明显提高。
加工过程中，纤维材料能够把聚合物树脂均匀地分散在一起，这样可以使复合材料具有更高的强度和更强的感应响应。
树脂基复合材料具有很多优势。
首先，它具有较高的强度与轻质，重量轻，耐腐蚀，耐冲击，电气绝缘，耐湿热，机械性能稳定，施工容易，可再利用，价格低，安全性高等特点，激发了工程师的创新精神，从而使得复合材料在现代航空行业中变得越来越受欢迎。
其次，复合材料还具有很好的机械性能，其附加的纤维材料提高了韧性、抗拉强度、耐水蚀等特性，可以有效地提升工程结构的强度，从而实现高效可靠的航空设计。
复合材料也有一些缺点，其中最重要的是它的价格较高。
现代航空航天设计中经常使用复合材料，但由于它的价格昂贵，往往会给航空公司造成负担，削弱它们的竞争力。
另外，由于复合材料表面细小的纤维以及其物理性质的不稳定性，树脂基复合材料的力学性能也存在一定的局限性。
尽管复合材料存在一些缺点，但其积极的作用和优点已经被广泛地认识到。
复合材料表现出良好的机械性能和耐久性，并且具有体积小、质量轻、力学性能高、价格低等特点，运用在航空航天设计中得到广泛应用，其应用将使航空航天工程的范围更加广泛。
综上所述，树脂基复合材料是一种具有很多优势的新型材料，具有良好的力学性能、较少的收缩性和减震性，并且还具有重量轻、抗拉强度高等优点，在现代航空航天设计中得到广泛应用，它的应用将为航空航天研究和设计带来更多可能性。
树脂基复合材料在航空航天领域的应用
树脂基复合材料在航空航天领域的应用首先，树脂基复合材料在航空领域主要用于制造飞机结构件。
相比传统的金属材料，树脂基复合材料具有更高的强度和刚度，能够在保证飞机结构安全的前提下减轻飞机重量，提高飞机的燃油效率。
例如，A350XWB 飞机采用了大量的树脂基复合材料来制造机翼、机身等部件，使得整个飞机重量比传统飞机轻约25%。
此外，树脂基复合材料还具有良好的气动性能，能够降低飞机的阻力，提高飞机的速度和航程。
其次，树脂基复合材料在航天领域的应用也非常广泛。
航天器需要具备较高的载荷能力和耐重复载荷的能力，树脂基复合材料具有优异的强度和疲劳性能，能够满足这些要求。
因此，树脂基复合材料常被用于制造航天器的结构件，如航天飞机的机翼、机身、舱壁等。
此外，由于树脂基复合材料具有良好的隔热性能，还常被用于制造航天器的热防护材料，能够保护航天器在再入大气层时受到的高温影响。
除了以上应用之外，树脂基复合材料还被用于制造航空航天设备和工具。
在航空领域，树脂基复合材料被广泛应用于制造飞机的内饰、机舱覆盖板、维修工具等。
这些设备和工具需要具备轻重量、高强度、耐磨损的特点，树脂基复合材料能够满足这些要求。
在航天领域，树脂基复合材料也被用于制造各种航天器的支撑结构、卫星的外壳等。
总之，树脂基复合材料在航空航天领域具有广泛的应用。
通过采用树脂基复合材料来替代传统的金属材料，可以减轻结构重量、提高强度和疲劳性能，从而有效提高飞机和航天器的性能。
随着科技的不断进步，树脂基复合材料在航空航天领域的应用将会越来越广泛。
先进树脂基复合材料的发展和应用
先进树脂基复合材料的发展和应用一、概述先进树脂基复合材料是近年来在材料科学领域取得重要突破的一种新型材料。
它以树脂为基体，并掺入一定量的增强材料，通过复合工艺制备而成。
先进树脂基复合材料具有轻质、高强度、高刚度、耐热、耐腐蚀等优良性能，在航空航天、汽车工业、建筑工程等领域得到了广泛的应用。
二、发展历程2.1 早期研究早在20世纪60年代，学者们开始研究树脂基复合材料的制备方法和性能优化。
最早的树脂基复合材料是通过手工层叠或浸渍法制备的，虽然具有一定的强度和刚度，但工艺复杂、生产效率低，限制了该材料的进一步应用。
2.2 工艺改进随着技术的不断进步，研究者们开发了更高效、更稳定的制备工艺，如压缩成型、注射成型和浸渍成型等。
这些新的制备方法大大提高了树脂基复合材料的生产效率和质量稳定性，为其广泛应用奠定了基础。
三、树脂基复合材料的优势3.1 轻质高强树脂基复合材料由轻质增强材料与高性能树脂基体组成，具有较低的密度和优异的机械性能。
相比传统金属材料，树脂基复合材料的比强度和比刚度更高，能够大幅减少结构的自重。
3.2 耐热耐腐蚀树脂基复合材料具有优异的耐高温性能，能够在高温环境下稳定工作。
同时，树脂基复合材料也具有良好的耐腐蚀性能，能够抵抗酸、碱等腐蚀物质的侵蚀，提高材料的使用寿命。
3.3 界面改性树脂基复合材料的界面结构经过改性处理后，能够提升材料的性能。
界面改性可以增加增强材料与基体之间的黏合力，减少界面的剥离和裂纹扩展，提高材料的整体性能。
3.4 结构多样性树脂基复合材料可以根据实际需求设计不同的结构形式，满足复杂工程结构的要求。
通过改变增强材料的形状、层数和取向等参数，可以实现对材料性能的精确调控。
四、应用领域4.1 航空航天由于树脂基复合材料具有轻质高强的特点，被广泛应用于航空航天领域。
在飞机制造中，树脂基复合材料可以减轻飞机自重，提高燃油经济性和运载能力。
同时，它还可以用于导弹、卫星等宇航器件的制造，提高整体性能。
先进树脂基复合材料的发展方向
先 进树脂基复 料ｆ 有比 合材 ｝ Ｉ 于具 强度和比 高、 设计性强、 刚度 可 抗疲劳断 裂性能好、 耐腐 蚀、结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成型的独特优点， 还有特殊的电磁性能和吸波 隐身的 作用， 经 已 在航空航 天等高科技 域得 领 到了广泛 应用。
复 合 材 料 技术 本 身 正 向着 技 术综
制造 成 本 过 高是 制 约 复 合 材 料 扩
合 化 、功 能多 样 化 和智 能 结 构 化 方 向 发展 ， 的研 究和 应 用往 往 涉 及 设 计 、 它
材 料 、 造 、 试 、 用 和 维 护 等 诸 多 制 测 使 专业 技 术 领 域 。其 发 展 应 用上 任 何 成
研 究 和应 用 得 到进 一 步 发展 。 圈
ｏ ｒ Ｉ ● ４ Ｗｏｌ Ｐａ ∞ ２１Ｖ １ ｄ 鲥 ０ ｏ ８ ｏ１ ０ ｌＮ ２
术 ，发 展 自动 切 割 下 料 、 自动 铺 带 、 自动 钻 铆 等 技 术 。先 进 的 ＡＴ Ｐ设 备
可铺 叠 ７ ． １６ ４ ６ ２～ ５ ． ｍｍ 的 专 用 碳 纤
而 易 见 的 ，因 此 ，要 继 续 重 视 发展 热
塑 性 复合 材 料 ，使 热塑 性 复 合 材料 的
有 限 的 人力 、 力 和 物力 ， 较 短 的 时 财 在
间 内完成 繁 重 的研 制 任务 。
３０ ａ ４ ＭＰ ，较适 合 于 民航 机 采 用 。 高性 能 纤 维 和 高韧 性 树 脂 的应 用
可提 高 先进 复合 材 料 的 各 种综 合性 能 和 放 宽 设 计 许 用 值 ，从 而 可 将 减 重 效
ｆｒ Ａｆ ｒ ａ ｉｔ ） 术 ，真 正实 现 复 ｏ ｆ ｄ ｂｌ ｙ 技 ｏ ｉ 合材 料 的优化 应 用 ，从 而大 大 提 高 复
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2
高性能树脂基体
树脂基体的研究：主要围绕着改善耐湿热性能、提高韧 性和工作温度。 • 环氧树脂（EP）：具有工艺性能好、综合力学性能好 和价格便宜等一系列优点，但耐湿热性能较差。 • 氰酸酯树脂（AC）：吸湿率低、韧性好、介电性能好。 是未来结构/功能一体化的优良材料，氰酸酯树脂一般 需要较高的后处理温度，这给使用带来不便。 • 双马来酰亚胺 (BMI)：耐湿热性能和耐热性均优于环 氧树脂。BMI可以和多种化合物共聚以改善其韧性。 • 耐高温聚酰亚胺（PMR）：更高耐温等级，可在 350℃以上长期使用。
•
生产现状：PBO产品有美国和日本东洋纺织公司生产的PBO—AS，日本东 洋纺织公司开发出名为Zylon和PBO—HM的高性能PBO纤维，还有荷兰阿 克苏的PBO—M5，杜邦公司的PBO等九种牌号。
1.3.2 聚苯并噻唑（PBT）纤维
• • • •
PBT：在高分子主链中含有苯并噻唑重复单元的耐高 温、高模量芳杂环聚合物，简称PBT。性能见表1-4. 具有高性能原因：除了必要的芳杂环化学结构外，还 有其分子链在轴向方向的高度取向。 应用：PBT纤维可用于石棉替代物和缆绳，是高性能 复合材料的新型增强体。织物用于防弹服、航天领域 中的火箭发动机壳体、太阳能阵列、压力阀和空间结 构架，是未来的宇航材料。 中国：曾进行合成工艺的基础研究和工艺与性能的研 究，由于合成工艺复杂，溶剂成本高，限制了PBT纤 维的发展和应用。
1.3.1 聚苯并二恶唑（PBO）纤维
PBO纤维的结构：在主链中含有苯环及芳杂环组成的
刚性棒状分子结构，以及链在液晶态纺丝形成的高度 取向的有序结构。 性能： • 拉伸强度为4.8~6.2GPa， • 断裂伸长率为2.4%， • 弹性模量为280~406GPa， • 相对密度为1.56，吸湿率＜1%，分解温度670℃， • 具有蠕变小、耐磨性极好、高温下不熔融等特性。该 纤维手感好，非常纤细，可制备不同的形式如连续纤 维、精纺细纱、布、缝合织物、短切纤维、浆粕等。
4 先进树脂基复合材料的发展方向
•
高性能纤维和高韧性树脂的应用可提高ACM的各种综 合性能和放宽设计许用值，从而可将减重效率由目前 的20%-25%提高到30%或更高。 (1) 提高组分性能 • 纤维： 向高性能化、轻量化方向发展。 碳纤维由 T300、AS4转向T800、IM7，如F-22、EF2000、B777 等均用T800，与T300相比其性能可提高30%~40%。 • 树脂：选用改性双马BMI和改性环氧，如F-22主承力 结构用5250-4BMI树脂，耐温达200℃。B777采用 3900-2高韧性环氧树脂。第四代韧性双马树脂5260， 耐温230℃，较适合于民航机采用。
1.3.3 刚性高性能纤维—M5
• M5：一种刚性的聚合物纤维，商品名为Ｍ５，
•
缩写为 PIPD。 分子结构：它与一些杂环的高性能纤维聚合物 有一定的相似性，如 PBO、PBT（见下图）， 但 PIPD 具备二维结构，因此具有优越的性能。
1.3.3.1
M5的力学性能
性能： • 抗拉强度： PPTA<CF<M5< PBO； • 模量： PPTA<CF<PBO<M5= 350 GPa； • 压缩强度： PPTA<PBO<M5<CF，归因 于 M5 的二维分子结构。
M5、PBT 和 PBO 纤维的拉伸曲线
表1-5 4种高性能纤维的一些性质
高模量
1.3.3.2 Ｍ5的应用前景
应用： • M5 可以作为ACM的增强材料在航空航天等领域大有 用武之地； • 作为防护材料使用，如防弹材料、军车外壳等。 • 目前 M5 纤维还未真正应用，但由于其优越的性能， 可望在原子能工业、空间环境、救险需要、航空航天、 国防建设、新型建筑、高速交通工具、海洋开发、体 育器械、新能源、环境产业及防护用具等许多高技术 领域得到广泛的应用。
表1-3各种Kevlar纤维的物理性能
较高强度 低密度 较高耐温
•
中国芳纶纤维的研究：从20世纪70年代开始，某些小试产品 性能已达到Kevlar49的水平，目前靠自己的技术已建成200t/ 年的间位芳酰胺纤维装臵。 芳纶纤维主要应用：在航天、航空、石油、建材、交通、运 输和公安部门，特别在固体火箭发动机壳体、防弹衣、轮胎、 缆索和石棉代用品等方面。 • 壳体容器：由于芳纶纤维的比强度、比模量明显优于高强GF， 芳纶发动机壳体比GF/EP的壳体容器特性系数pV/W（p为容器 爆破压力，V为容器容积，W为容器质量）提高30%以上。使 固体发动机的关键指标质量比突破0.92，大幅度增加导弹的射 程。 • 大量应用于制造先进的飞机：其应用部位有发动机舱、中央 发动机整流罩、机翼与机身整流罩等飞机部件。此外，飞机 高压轮油胶管也大量使用芳纶纤维。 • 船舶：制造战舰的防护装甲以及声纳导流罩等,是一种极有前 途的重要的航空材料。
第一章 ACM中的高性能先进增强材料
1.1
碳纤维
• 按力学性能分类 : – 高强型
（HT）、 – 超高强型 （UHT）、 – 高模量型 （HM）、 – 超高模量型 （UHM）
• 按制造先驱体来分
类:
– 聚丙烯腈基
（PAN）碳纤维、 – 沥青基碳纤维和 – 人造丝（粘胶丝） 碳纤维
表1-1 日本东丽公司碳纤维及其特性
我国发展现状
始于1969年，研究应用主要集中于国防以及航空和航 天工业。开始系统、完整、有计划地开展ACM研究是 从“六五”计划期间开始。经过20多年的努力，国家 通过中长期科技发展规划的指导以及各种科研计划的 支持，使我国ACM的研究取得了长足的进展。 ACM技术及发展 • 先进的增强材料； • 高性能树脂基体； • 成型工艺技术； • ACM在各个领域中的应用。
1.4 超高分子量聚乙烯纤维- UHMWPE
• 20世纪80年代荷兰DSM公司开发了UHMWPE
纤维，其弹性模量达到120GPa，拉伸强度达 到4GPa左右，而且密度<1.0g/cm3。由于其原 料价廉，对发展高比强度、高比模量、廉价的 新型复合材料具有很大优势，国外很快实现了 工业化。
表1-6 UHMWPE纤维与其他高性能纤维的性能比较。
表1-4 PBO纤维与其他品种纤维性能对比
•
PBO纤维最突出的性能：是拉伸强度和弹性模量高， 约是kevlar纤维的2倍，LOI值高2.6倍。
主要应用： ①高强绳索以及高性能帆布； ②高强复合材料：PBO纤维可以同时满足轻质高强度、高模 量、耐高温要求，因此在特种压力容器、高级体育运动竞技用 品等方面具有巨大的应用潜力； ③防弹抗冲击材料：PBO纤维复合材料抗冲击性能极为优秀。 因此在防弹抗冲击吸能材料领域已经得到应用，如制造飞机机 身、防弹衣、头盔等； ④其他特种防护材料：以其优越的耐热性、阻燃性、耐剪、 耐磨等特性可制造轻质、柔软的光缆保护外套材料、安全手套、 耐热毡、特种传送带、灭火皮带、防火服和鞋类等。 不足之处： ①压缩性能差：PBO自身分子结构决定的； ②界面粘接性差：PBO纤维与聚合物基体的粘结性能比芳纶还 低，限制了PBO纤维在高性能复合材料中的应用，通常需要对 纤维进行表面处理。
•
表1-6 UHMWPE纤维与其他高性能纤维性能比较
最轻
很高
性能特点： 3 <0.97g/cm 密度小： ，是Keavlar纤维的2/3，是高模量 • CF的1/2，是高性能纤维中密度最小的一种。其中 Spectra1000纤维的比强度是芳纶和GF的135%，比CF 高50%左右；比模量是芳纶的2.5倍。 • 介电常数和介电损耗小：其复合材料对电磁波的透过 率大于GFRP，几乎全透过，是制造雷达天线罩、光 纤电缆加强芯最优的新材料。 • 高冲击强度:在所有的高性能纤维中，UHMWPE纤维 具有最高的冲击强度，如下表。
先进树脂基复合材料
材料科学与工程学院
材料学
2011年9月
课程内容
•
前言 1. 先进增强材料 2. 高性能树脂基体 3. 先进制造工艺 4. 先进复合材料应用
前
言
先进复合材料（ACM）:由高性能的基体(聚合物、金
属或陶瓷等)与高性能纤维材料，通过特定的成型工艺 复合而成的复合材料。 ACM特性：比强度和比刚度高、可设计性强、抗疲劳 断裂性能好、耐腐蚀、结构尺寸稳定性好以及适于大 面积整体成形的独特优点。 应用：已成为支撑航空、航天和国防尖端技术领域的 最重要的结构材料。 • NASA最早成立ACM研究机构，并开展相关材料技术 的研究。 • ACM的发展和应用是现代产业活动中成长最快的，对 促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到 了至关重要的作用。
高强度 低密度
高模量
表1-2 碳纤维复合材料在工业中的应用和特性 比强度、比模量高 低线膨胀系 数 阻尼性好 生物相容性 好 抗疲劳性能 好 导电性
1.2 聚芳酰胺纤维（Kevlar）
聚芳酰胺纤维：是芳香族酰胺纤维的总称 。 • 聚芳酰胺纤维在20世纪70年代由杜邦公司率先 产业化,注册商标为Kevlar系列。 品种：Kevlar纤维为对位芳酰胺纤维。 • 第一代产品：RI型、29型和49型； • 第二代产品KevlarHX系列：高粘接型Ha、高 强型Ht（129）、原液着色型Hc（100）、高 性能中模型Hp（68）、高模型Hm（149）和 高伸长型He（119）。 典型的物理性能表1-3。
1.3 有机杂环类纤维
• • •
kevlar纤维弱点：分子链中存在易热氧化、易水解的 酰胺键，其环境稳定性差，因而不能完全满足现代航 天、航空等高技术领域的要求。 近代理论和实践表明，合成棒状芳杂环聚合物，并在 液晶相溶液状态下纺丝所获得的纤维，不但纤维的力 学性能较Kevlar纤维有所提高，其热稳定性也更接近 于有机聚合物晶体的理论极限值。 有机杂环类纤维：在高分子主链中含有苯并双杂环的 对位芳香聚合物如聚苯并恶唑（PBO），聚苯并噻唑 （PBT），聚苯并咪唑（PBI）为代表的有机杂环类纤 维，被认为是新一代新型高分子材料（高强度、高模 量及耐高温）纤维的代表。其纤维在21世纪产业化。