复 合 材 料 学 - 山东轻工业学院.

6. 实验中注意人身安全，一旦出现异常情况要及 时向指导教师报告。 7. 实验完毕，应将各种仪器开关旋回初始位臵， 认真填写仪器使用登记表，打扫室内卫生，教 师检查合格者方可离去。 8. 实验中注意节约，不准将实验物品私自带出室 外。 9. 必须听从指导教师安排，违反规定不听劝阻者， 教师酌情批评，直至停止其实验。
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6Hale Waihona Puke 34复合材料 外观及性能 检测
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三、课程考核方式 本课程采用“学生实验平时考核”和“期末综 合考核”相结合的方法进行实验考核。 1．学生每完成一次实验题目要考核一次，学生每 个实验题目的平时考核内容分为5个部分： ⑴实验预习（10分） ⑵实验操作（30分） ⑶实验记录（5分） ⑷实验态度（5分） ⑸实验报告（50分）
六、计算 100/环氧值=10000W/f(B-S) 式中： W: 环氧树脂试样的质量，g； B: 空白试样所需0.1ml/L氢氧化钠标准溶液的 体积，ml； S: 试样滴定所需0.1ml/L氢氧化钠标准溶液的 体积，ml； f :0.1ml/L氢氧化钠标准溶液。
实验三
手糊成型工艺实验
手糊成型工艺属于低压成型工艺，所用设备简 单，投资少，见效快，有时还可现场制造某些 制品，方便运输，所以在国内很多中小型企业 仍然是以手糊为主要生产方式，就是大型企业 中手糊工艺也经常被用来解决一些临时的、单 件的生产问题。 手糊成型工艺的最大特点是灵活，适宜于多品 种、小批量生产。目前，在国内采用手糊成型 生产的产品有浴盆、波纹瓦、雨阳罩、冷却塔、 活动房屋、贮槽、贮罐、渔船、游艇、汽车壳 体、大型圆球屋顶、天线罩、卫星接收天线、 舞台道具、航空模型、设备护罩或屏蔽罩、通 风管道、河道浮标等。因此，掌握手糊工艺技 术很有必要。
4、取适量（1g～2g）不饱和聚酯树脂于250ml锥 形瓶中，分别用20ml移液管取混合溶剂注入树 脂试样瓶中和空白锥形瓶中，摇动使树脂完全 溶解。 5、分别各取2～3滴酚酞指示剂，并用KOH溶液分 别滴定，以15s粉红色不褪为终点，分别记录 所耗KOH溶液的毫升数V和V0。重复做一次。 6、按下式计算不饱和聚酯树脂酸值： 酸值＝ 56.1 (V V0 ) N m
实验二 环氧树脂环氧值的测定 一、实验目的 掌握环氧树脂环氧值的测定方法。 二、实验原理 环氧值E定义为100g 环氧树脂中环氧基团物 质的量。 在丙酮溶剂中，使过量盐酸与环氧基作用生 成氯醇，将过量盐酸用碱滴定法定量。由空 白试样与试样所耗氢氧化钠的差值计算试样 的环氧值。 三、实验仪器和设备 电子天平、滴定管、密闭烧瓶、吸量管等。
（2）试验方法和仪器设备状态不一定尽善尽 美，标准也是有限的人员制订的，难免有不 合理、不科学的地方，因此，在试验中应认 真观察，深入分析，不盲目，不轻率，认真、 客观、严谨地总结和积累数据。 （3）系统误差和过失误差是可以尽量避免或 减少的，问题在于试验者技能熟练程度和对 试验的态度。试验中想的办法越周密、态度 越认真，其试验结果中系统误差和过失误差 的概率就越小。因此，在试验中应注意培养 严谨的作风，认真负责，细心操作。
2．期末综合考核 （1）学生本门课的考核成绩（期末考核），为全 部“学生实验平时考核成绩”取和按全部题目 求平均。 （2）如有同学对实验有独创的见解，或设计出独 创的实验内容等，要及时以书面的形式报告主 讲教师，由主讲教师汇总后，报中心主管教学 副主任处审查。综合考虑在期末考核中给该学 生加分；如果独创性特别突出，甚至可以直接 给出最高分。 期末考核成绩按一定比例计入《复合材料学》期 末总成绩。 四、教材及指导书 1、《复合材料学实验指导书》 本校自编 2、《复合材料工艺及设备》 武汉理工大学编
三、实验仪器及材料

电子天平、锥形瓶、移液管、滴定管、不饱和 聚酯树脂、酚酞、KOH、无水乙醇、甲苯、邻苯 二甲酸氢钾、蒸馏水。 四、实验步骤 1、取1g酚酞与99ml无水乙醇混合配成滴定终点指示 剂。 2、取甲苯和乙醇以体积比1：1配成混合溶剂。 3、称取5.6gKOH试剂溶于约1000ml蒸馏水中，然后称 取0.1g(精确到0.2 mg)左右的邻苯二甲酸氢钾 标定准确的KOH溶液的浓度（mol/L），以酚酞 溶液作指示剂，粉红色15s不褪为终点。
第一章
实验综述
一、复合材料实验综述 1. 复合材料实验课的重要性
复合材料以其优良的性能让世人瞩目，并在近五十多 年取得了惊人的成就，在很多高新技术上得到应用。 但任何事物都有两面性，从设计和应用角度看，复合 材料仍还有如下几个问题需要重视： （1）由于复合材料的原材料、组成、制造方法等的多 样性，复合材料性能分散性较大。 （2）影响复合材料性能的因素很多，有关性能的设计 资料尚不完备。 （3）复合材料各向异性导致产品的设计、计算方法和 检验方法都存在很大的困难。
复合材料学实验
指导教师：
赵军 马景云
材料科学与工程学院 材料化学专业实验室
课程介绍
一、课程的性质、目的和任务 本实验课程隶属于必修课程《复合材料学》， 属于非独立设课实验。 1、通过本实验教学环节与课堂教学的综合学习训 练，使学生加深对所学复合材料学基本原理和 工艺原理的认识，同时对理论教学在内容上也 是一个补充，达到理论与实践相结合，提高学 生动手能力的目的。
4、通过实验培养和深化学生形成良好的学习和工 作作风，加强基本操作的训练和强化，使之规 范化。形成和深化严谨的科学意识和作风，培 养学生具有探索创新的精神。
二、实验项目与主要内容
学时 序 号 实验项目 内 容 提 要 实验 不饱和聚酯 树脂酸值 测定 环氧树脂 环氧值 的测定 手糊成型 工艺实验 利用滴定法测定 不饱和聚酯树脂酸值 用滴定法测定 环氧树脂环氧值 利用手糊成型工艺 制备简单复合材料制件 利用观察及试验法测试 复合材料外观及性能 上机 面 向 专 业 实 验 要 求 实 验 类 型 每 组 人 数 2
一、实验目的
1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和 技巧； 2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡； 3.进一步理解不饱和聚酯树脂和胶衣树脂配 方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意 义。
（4）测试数据的处理要科学合理，对于某些偏低 或偏高数据取舍不能随便，除确属粗心过失造 成的以外，一般都需仔细观察和分析。尊重客 观事实是所有试验的第一准则。反常数据和反 常现象有两种可能：一是测试系统(含试验者和 试样)出了问题；二是事物本来面目的反映，内 中有过去未被人注意和研究的新现象或新规律。 如果属后者，而试验者随便就舍弃了，就会使 一个新问题失之交臂。
因此，发展和建立复合材料实验技术体系，使原材料 选择、性能设计、结构设计、工艺设计、试验检测五 部分成为一个完整的总体显得尤为重要，有助于培养 复合材料专门人才的全面工作能力。
2. 试验方法标准化的必要性
试验是检验选材、设计和工艺效果的手段。为了保证 原材料质量和成型过程中的质量控制，使每一次检验 的结果可靠，并具备信息资料交流的可信性以及同一 性能试验数据的可比性，有必要对试验方法建立统一 的规范，包括试验方法总则——每一个具体实验都要 遵循的规定和具体一种试验方法的操作准备、实验步 骤、结果计算等应统一遵守的规定。 在实验课训练中要提高认识，严格认真按照国家试验 标准进行试验，为将来在工作、研究和生产实践中坚 持试验标准化奠定必要的基础。
第二章
实验部分
实验一 不饱和聚酯树脂酸值测定
一、实验目的 熟悉并掌握不饱和聚酯树脂酸值测定的方法。 二、实验原理 不饱和聚酯树脂酸值定义为中和1 g不饱和聚酯树脂试 样所需要KOH的毫克数。它是不饱和聚酸树脂的一个重 要参数，表征树脂中游离羧基的含量或合成不饱和聚酯 树脂时聚合反应进行的程度，并在制备复合材料时有重 要的工艺意义。 本实验以酚酞作指示剂，用KOH溶液分别滴定不饱和聚 酯树脂和混合溶剂，以两者消耗的KOH之差来计算不饱 和聚酯树脂酸值。
5.安全为了实验，实验必须安全
二、实验要求
1. 实验室是培养学生理论联系实际、分析和解决 问题能力、养成科学作风的重要场所，爱护实 验室是科学道德的一部分。 2. 学生进入实验室就应自觉遵守实验室的各种规 章制度，严禁在实验室内抽烟、打闹。 3. 实验前认真阅读实验课教材和实验指导书，做 到有准备，不预习者不得开始实验。 4. 在规定时间内进行指定内容的实验。 5. 在教师指导下严格按仪器操作规程进行实验， 如实记录实验数据。
三、安全守则
1、实验室首先要注重防火、防人身事故。 2. 实验室中易燃、易爆化学物质应远离明火及高温场 地存放。 3. 复合材料实验室中的化学药品多数具有毒性，应注 意正确使用，尤其不要将过氧化物与促进剂简单混 合，平常应适当间隔放臵。 4. 防止将短纤维弄入眼内，造成不必要的眼伤。 5. 有条件的实验室应备有专用工作服，进出实验室要 换外衣，以免将短纤维带入家中造成家人瘙痒。 6.认真、小心操作机械设备，防止机械碰伤和机件及模 具损伤。
国家标准是一种法规，复合材料试验的依据就是有 关复合材料试验方法的国家标准，因此，在试验中 不仅要严格按照相应的国家标准进行，而且在试验 结果中要注明该试验方法的国家标准号。
3. 影响试验结果因素的多样性
科学的实验训练除了强调试验方法的国家标准化外， 还应正确认识和处理影响试验结果的各种因素： （1）我国地域广阔，气候、风沙、温湿度等相差 很大，势必对试样制备和试验结果带来难于估计的 影响。因此，在重要的试验如仲裁试验中，往往注 明试验当时的气候条件如温度和相对湿度等，以便 参考。
五、实验步骤 1、精确称取2～4mg当量环氧基的环氧树脂试 样，装入250ml密闭烧瓶中。 2、用吸量管加0.2ml/L盐酸-丙酮溶液25ml， 充分摇匀，使试样完全溶解。 3、在室温下放臵15min。 4、加入中性乙醇25ml，然后用0.1ml/L氢氧化 钠标准溶液定点过量的盐酸。甲酚红指示剂 在乙醇丙酮溶液中，从粉红色先变成黄色， 接着逐渐变为紫色为滴定终点。 5、同样作一次空白试验。
式中：m－树脂试样的质量，g； V－试样所耗KOH毫升数； V0－空白试样所耗KOH毫升数； N－KOH标准溶液的浓度，mol/L； 56.1－KOH的分子质量 该测定酸值的方法在合成不饱和聚脂和饱和 聚酯时可以作为监控反应程度的一种方法。 在掺入苯乙烯交联剂后的不饱和聚酯产品的 酸值测定时也适用。
2、通过实验实际接触复合材料原材料性能的基础 测试、聚合物基复合材料的制备和复合材料的 外观和性能测试，使学生对复合材料原材料及 其性能测试方法、聚合物基复合材料制备方法、 复合材料的外观和性能测试以及相关仪器设备 有一个基本的感性了解、认识和接触，初步掌 握基本的测试分析方法和制备手段和程序，掌 握相关实验仪器和设备使用方法。 3、通过综合实验掌握设计和手糊制备聚合物基复 合材料并进行简单的后期处理以及复合材料性 能综合测试方法，并根据实际条件鼓励学生探 索复合材料不同的外观和性能的实现方法以及 新的测试方法，提出创新思路。
4. 材料试验与产品试验的差异性
材料试验不能代替产品试验。一方面是材料试 验的试样与产品在形状、尺寸、环境和边缘效 应等不相同；另一方面虽然原材料可能完全相 同，但材料试样和产品的成型条件也不完全相 同。因此，复合材料制品应做必要的产品试验。 当产品试验在无国家标准可循时，就需要试验 者自己建立产品的企业标准以及建立合理的、 能充分反映产品使用性能的试验方法。
四、试剂 1、0.2mol/L盐酸-丙酮溶液：浓盐酸1.6ml与 精制的丙酮100ml混合配制。 2、0.1ml/L氢氧化钠甲醇溶液。 3、0.1ml/L氢氧化钠标准溶液。 4、甲酚红指示剂：0.1g甲酚红溶于50%乙醇 100ml配制而成。 5、中性乙醇：将甲酚红指示剂1ml加于乙醇 100ml中，用0.1ml/L氢氧化钠甲醇溶液中和 而成。