2.2聚合物基体解析
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n
CH3 C CH3 CH2 CH CH2 O
CH3 HO C CH3 OH
+
CH2 O
CH CH2Cl
碱
33
环氧树脂中固有的极性羟基 环氧树脂与固化剂的反 和醚键的存在,使其对各种 应中没有水或其他挥发 物质具有突出的粘附力 性副产物产生。 1. 粘结力强; 2. 固化收缩小,固化体积收缩率 1%~4%,制品尺寸稳定性好; 3. 电绝缘性、耐化学腐蚀性能(特别 是耐碱性)好; 4. 固化物机械强度高; 5. 树脂保存期长,可制成B阶树脂, 有良好制造预浸渍制品的特性。 树脂是半热塑性的,其特点是在室 温下呈硬而脆可部分溶于丙酮。
棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状 。
38
特点及应用
加热即可固化,有无固化剂都 可。 固化时有小分子析出,体积收缩率大
粘附性差、脆性大、机械强度小于环氧,但价格便宜。 酚醛树脂的含碳量高,可在1000度以上瞬时
使用,因此用它制造耐烧蚀材料,做宇宙飞
行器载入大气的防护制件。 应用领域:生产压塑粉、层压塑料;制造清 漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰 品;制造隔音、隔热材料等。 常见的高压电 插座、家具塑料把手等等
39
绝缘板
涡轮涂层-耐烧蚀
40
2.4.3 热塑性树脂基体
概述 热塑性聚合物:是指具有线型或支链型结构的有
机高分子化合物。这类聚合物可以反复受热软化(或
熔化),而冷却后变硬。 常用的热塑性树脂:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯
乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、聚苯硫等。
典型的热塑性聚合物:聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜。
9
ห้องสมุดไป่ตู้
现代生活中的高分子材料-橡胶
10
现代生活中的高分子材料-橡胶
11
现代生活中的高分子材料-纤维
12
生物材料
人造心脏
人工心脏瓣膜
13
生物材料
人工肾
人造关节
14
高分子材料的应用
高分子材料遍及各行各业,各个领域:包装、农林牧渔、建筑、电
子电气,交通运输、家庭日用、机械、化工、纺织、医疗卫生、玩具、
CH2 O
32
CH
环氧树脂的性能及特点:
在树脂基复合材料中,用量仅次于不饱和树脂。其 综合性能明显优于不饱和树脂。在受力构件、耐碱、电性 能要求较高的场合一般使用环氧树脂。 主要类型: (1) “双酚A型环氧树脂”、又称“E”型环氧树 脂 (2) “脂环族环氧树脂” 环氧树脂俗称万能胶。
CH3 CH2 O CH CH2 O C CH3 O CH2 CH CH2 OH O
1.2.热塑性树脂特点: 优点:
具有高断裂韧性(高断裂应变和高冲击强度),这使得FRP具有更高 的损伤容限。 预浸料不需冷藏且贮存期无限、成型周期短、可再成型、易于修
补、废品及边角料可再生利用等优点。
缺点:
工艺性差。(熔体或溶液粘度很高,纤维浸渍困难,预浸料制
备及制品成型需要在高温高压下进行)
聚碳酸酯或尼龙这样一些工程塑料,因耐热性、抗蠕变性或耐
25
不饱和聚酯树脂性能特点:
1.工艺性能优良。这是不饱和聚酯树脂最大的优点。可以在室温下固化,
常压下成型,工艺性能灵活,特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。
2.固化后树脂综合性能好。 3. 价格低廉。
4.缺点是固化时收缩率较大,成型时气味和毒性大,综合性能低。
主要是GF增强,用于民用和生活用品。
26
性能特点
有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损 性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一 定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料 填充增强改性,提高性能和扩大应用范围 。
它们在制成最终产品前,通常为分子量较小的液态或固态预聚 体,经加热或加固化剂发生化学反应固化后,形成不溶不熔的 三维网状高分子,这类基体通常是无定形的。
热塑性基体: 如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚
醚醚酮等,它们是一类线形或有支链的固态高分子,可溶
可熔,可反复加工成型而无任何化学变化。
17
2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
失树加阻 等脂入聚 的量剂 体,、 积环引 ,境发 交温剂 联度和 剂和促 蒸湿进 发度剂 损,的
胶凝阶段
对成型工艺起决定性作用,是固化过程最重要的阶段。
硬化阶段
室温下,这段时间可能要几天至几星期。 完全固化阶段 完全固化通常是在室温下进行,并可用 后处理的方法来加速,如在80 ℃保温3 小时
31
分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化 合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。 分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征, 环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由 于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型 的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状 结构的高聚物。
2.4聚合物基体
1
聚合物定义
聚合物-Polymer:具有非常大的分子量的化合物(高分子),
分子间由结构单元、或单体经由共价键连接在一起。一般相对
分子量高于10000。
Polymer-源于希腊字,polys-多;meros-小的单位(part)。 很多小单位连结在一起的这种特别的分子,我们 称之为聚合物。
41
2.4.3 热塑性树脂基体
(1) 聚酰胺(PA)
发展概况: 是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实 现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代
金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。
种类
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,用 作合成纤维时我们称为锦纶,目前聚酰胺品种多达几十种,其 中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。
应用领域:胶黏剂、涂料、建筑、航空 航天复合材料等。
36
涂料 高尔夫球杆
37
酚醛树脂随酚类和醛类配比用量不同和使用的催化
剂不同所得到的酚醛树脂分热固性和热塑性两大类。
在国内,作为纤维增强塑料基体用的酚醛树脂大多 采用热固性树脂。 酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色
透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、
22
2.4.3热固性树脂基体
1.概述
复连 合续 材纤 料维 增 强 树 脂 基
不饱和聚酯树脂
GF增强塑料
酚醛树脂
环氧树脂
耐腐蚀性或先进复合材料基体
23
2.4.2热固性树脂基体
1.1热固性树脂基本性能:
24
聚酯包括饱和聚酯和不饱和聚酯。
O C O
饱和聚酯:没有非芳族的不饱和键
不饱和聚酯:含有非芳族的不饱和键,由不饱和二元羧酸或酸 酐、饱和二元羧酸或酸酐与多元醇缩聚而成的具有酯键和不 饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。 不饱和聚酯树脂:在聚酯化缩聚反应结束后,趁热加入一定 量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之 为不饱和聚酯树脂。具有线型结构、可溶、分子量不高且主 链上同时具有重复酯键及不饱和双键。
2
高分子材料的种类 复合材料 基体
塑料 以聚合物为基础,加入(或不加)各种助剂 和填料,经加工形成的塑性材料或刚性材料。 纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。 具有可逆形变的高弹性材料。 涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料 能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料
文教办公、家具等等。
农用塑料:①薄膜 ②灌溉用管 建筑工业:①给排水管PVC、HDPE ②塑料门窗 ③涂料油漆 ④复合地板、家具人造木材、地板 ⑤PVC天花板
包装工业:①塑料薄膜:PE、PP、PS、PET、PA等 ②中空容器:PET、、PE、PP等 ③泡沫塑料:PE、PU等
汽车工业:塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等
药品性等方面问题而使应用受到限制。
19
2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
2. 聚合物基体的组分:
固化剂 增韧剂
聚合物 促进剂
稀释剂
改进工艺、降低成本、提高性能、扩大应用范围。
20
2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
3. 聚合物基体的作用:
①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定,在纤维间传递载荷, 并使载荷均衡; ②基体决定复合材料的很多性能。如复合材料的高温使用性
管道
储罐
格栅
27
(2)交联剂、引发剂和促进剂
(a) 交联剂
酯乙甲苯 等烯酯乙 基、烯 甲邻, 苯苯其 、二它 三甲还 聚酸有 氰二甲 酸丙基 三烯丙 丙酯烯 、
不饱和双键
加热
体型结构
脆
无实用价值
共聚合 溶于烯类单体
体型结构产物
性能改善
既是溶剂,又是交联剂 :选择和用量直接影响着树脂的工艺性能 以及固化物的性能。
1909年贝克兰发明 酚醛树脂
5
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝化纤维素溶液,制 得第一根人造纤维; •1883年,法国人de Chardonnet把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得到溶 液,得到人造丝;
6
现代生活中的高分子材料-塑料
7
现代生活中的高分子材料-塑料
8
现代生活中的高分子材料-特种塑料
能(耐热性)、强度、疲劳性能、断裂韧性、剪切性能、耐介
质性能(如耐水、耐化学品性能)等; ③基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等; ④基体保护纤维免受各种损伤。
21
2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
4.聚合物基体的选择:
对聚合物基体的选择应遵循下列原则:
(1) 能够满足产品的使用需要。如:使用温度、强度、刚度、 耐药品性、耐腐蚀性等; (2)对纤维具有良好的浸润性和粘接力; (3)容易操作,如要求胶液具有足够长的适用期、预浸料具有 足够长的贮存期、固化收缩小等; (4)低毒性、低刺激性; (5)价格合理。
28
(b) 引发剂
引发剂一般为有机过氧化物,引发不饱和树脂固化反应的进行。
29
(c) 促进剂
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。
30
(3).不饱和聚酯树脂固化特点
不饱和聚酯树脂的固化是一个放热反应,其过程可分为三个阶段
军工工业:飞机和火箭固体燃料(低聚物)、复合纤维等
15
高分子材料的应用
电气工业:①绝缘材料(导热性、电阻率)等、导电高分子 ②电子:通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话 ③家用电器:外壳、内胆(电视、电脑、空调)等 医疗卫生中的应用: 人工心脏、人工脏器、人工肾(PU)、 人工肌肉、输液管、血袋、注射器、 可溶缝合线、药物释放等。 防腐工程:耐腐蚀性,防腐结构材料。如水管阀门(PTFE): 230~260℃长期工作,适合温度高腐蚀严重的产品。
34
1. 价格较高; 2. 粘度大(指双酚A型),一般不适合 喷射成型; 3. 固化时间比聚酯长,达到完全固化 必须热处理; 4. 固化剂毒性大。
35
使用要求
凡能与环氧树脂中环氧基发生反应,使
(1)固化剂; (2)稀释剂; (3)增韧改性剂; (4)填料; (5)其它。
树脂固化的物质,统称为固化剂或硬化 剂。常用的有胺类固化剂、酸酐类固化 剂、咪唑类固化刑、潜伏性固化剂,以 及其他类型的固化剂
1.1.热固性树脂特点: 优点:
传统的聚合物基体是热固性的,其最大的优点是具有良好的工艺 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药品性和抗蠕变性
缺点:
预浸料需低温冷藏且贮存期有限,成型周期长和材料韧性差
18
2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
功能高分子:离子交换树脂、高分子分离膜、高吸水性树脂、 光刻胶、感光树脂、医用高分子、液晶高分子、 高导电高分子、电致发光高分子等。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
1. Composite matrix-聚合物的种类:
热固性基体: 如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等,
按 树 脂 受 热 行 为
3
纤 维
按性能分 类 橡 胶
涂 料
胶粘剂
功能高分子
橡胶的发展
4
在纤维素中的部分羟根 使塑料从化学实验室中的珍品一跃而 (氢氧根)被硝化 塑料的发现 后会得到焦木素。焦木素溶于乙醇和乙 成为公众关注的对象,是塑料被引入 醚的混合物,再加入樟脑等蒸发后会得 台球室这一戏剧性事件引发的。以前 到一种物质,它受热后变软,冷却后变 的台球是用象牙做的,象牙只能来源 硬,这种物质被称为“赛璐璐”。 于死了的大象,数量自然非常有限。 19世纪60年代初,有人悬赏 1万美元 征求台球的最好代用品。1869年,美 1869 年31岁的印刷工人 国的海厄特利用“赛璐璐”制出了廉 价台球,从而赢得了这笔奖金。从此, 约翰•海阿特发明赛璐珞 赛璐璐被用来制造各种物品,从儿童 玩具到衬衫领子中都有赛璐璐。
CH3 C CH3 CH2 CH CH2 O
CH3 HO C CH3 OH
+
CH2 O
CH CH2Cl
碱
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环氧树脂中固有的极性羟基 环氧树脂与固化剂的反 和醚键的存在,使其对各种 应中没有水或其他挥发 物质具有突出的粘附力 性副产物产生。 1. 粘结力强; 2. 固化收缩小,固化体积收缩率 1%~4%,制品尺寸稳定性好; 3. 电绝缘性、耐化学腐蚀性能(特别 是耐碱性)好; 4. 固化物机械强度高; 5. 树脂保存期长,可制成B阶树脂, 有良好制造预浸渍制品的特性。 树脂是半热塑性的,其特点是在室 温下呈硬而脆可部分溶于丙酮。
棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状 。
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特点及应用
加热即可固化,有无固化剂都 可。 固化时有小分子析出,体积收缩率大
粘附性差、脆性大、机械强度小于环氧,但价格便宜。 酚醛树脂的含碳量高,可在1000度以上瞬时
使用,因此用它制造耐烧蚀材料,做宇宙飞
行器载入大气的防护制件。 应用领域:生产压塑粉、层压塑料;制造清 漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰 品;制造隔音、隔热材料等。 常见的高压电 插座、家具塑料把手等等
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绝缘板
涡轮涂层-耐烧蚀
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2.4.3 热塑性树脂基体
概述 热塑性聚合物:是指具有线型或支链型结构的有
机高分子化合物。这类聚合物可以反复受热软化(或
熔化),而冷却后变硬。 常用的热塑性树脂:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯
乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、聚苯硫等。
典型的热塑性聚合物:聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜。
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ห้องสมุดไป่ตู้
现代生活中的高分子材料-橡胶
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现代生活中的高分子材料-橡胶
11
现代生活中的高分子材料-纤维
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生物材料
人造心脏
人工心脏瓣膜
13
生物材料
人工肾
人造关节
14
高分子材料的应用
高分子材料遍及各行各业,各个领域:包装、农林牧渔、建筑、电
子电气,交通运输、家庭日用、机械、化工、纺织、医疗卫生、玩具、
CH2 O
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CH
环氧树脂的性能及特点:
在树脂基复合材料中,用量仅次于不饱和树脂。其 综合性能明显优于不饱和树脂。在受力构件、耐碱、电性 能要求较高的场合一般使用环氧树脂。 主要类型: (1) “双酚A型环氧树脂”、又称“E”型环氧树 脂 (2) “脂环族环氧树脂” 环氧树脂俗称万能胶。
CH3 CH2 O CH CH2 O C CH3 O CH2 CH CH2 OH O
1.2.热塑性树脂特点: 优点:
具有高断裂韧性(高断裂应变和高冲击强度),这使得FRP具有更高 的损伤容限。 预浸料不需冷藏且贮存期无限、成型周期短、可再成型、易于修
补、废品及边角料可再生利用等优点。
缺点:
工艺性差。(熔体或溶液粘度很高,纤维浸渍困难,预浸料制
备及制品成型需要在高温高压下进行)
聚碳酸酯或尼龙这样一些工程塑料,因耐热性、抗蠕变性或耐
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不饱和聚酯树脂性能特点:
1.工艺性能优良。这是不饱和聚酯树脂最大的优点。可以在室温下固化,
常压下成型,工艺性能灵活,特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。
2.固化后树脂综合性能好。 3. 价格低廉。
4.缺点是固化时收缩率较大,成型时气味和毒性大,综合性能低。
主要是GF增强,用于民用和生活用品。
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性能特点
有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损 性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一 定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料 填充增强改性,提高性能和扩大应用范围 。
它们在制成最终产品前,通常为分子量较小的液态或固态预聚 体,经加热或加固化剂发生化学反应固化后,形成不溶不熔的 三维网状高分子,这类基体通常是无定形的。
热塑性基体: 如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚
醚醚酮等,它们是一类线形或有支链的固态高分子,可溶
可熔,可反复加工成型而无任何化学变化。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
失树加阻 等脂入聚 的量剂 体,、 积环引 ,境发 交温剂 联度和 剂和促 蒸湿进 发度剂 损,的
胶凝阶段
对成型工艺起决定性作用,是固化过程最重要的阶段。
硬化阶段
室温下,这段时间可能要几天至几星期。 完全固化阶段 完全固化通常是在室温下进行,并可用 后处理的方法来加速,如在80 ℃保温3 小时
31
分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化 合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。 分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征, 环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由 于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型 的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状 结构的高聚物。
2.4聚合物基体
1
聚合物定义
聚合物-Polymer:具有非常大的分子量的化合物(高分子),
分子间由结构单元、或单体经由共价键连接在一起。一般相对
分子量高于10000。
Polymer-源于希腊字,polys-多;meros-小的单位(part)。 很多小单位连结在一起的这种特别的分子,我们 称之为聚合物。
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2.4.3 热塑性树脂基体
(1) 聚酰胺(PA)
发展概况: 是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实 现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代
金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。
种类
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,用 作合成纤维时我们称为锦纶,目前聚酰胺品种多达几十种,其 中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。
应用领域:胶黏剂、涂料、建筑、航空 航天复合材料等。
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涂料 高尔夫球杆
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酚醛树脂随酚类和醛类配比用量不同和使用的催化
剂不同所得到的酚醛树脂分热固性和热塑性两大类。
在国内,作为纤维增强塑料基体用的酚醛树脂大多 采用热固性树脂。 酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色
透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、
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2.4.3热固性树脂基体
1.概述
复连 合续 材纤 料维 增 强 树 脂 基
不饱和聚酯树脂
GF增强塑料
酚醛树脂
环氧树脂
耐腐蚀性或先进复合材料基体
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2.4.2热固性树脂基体
1.1热固性树脂基本性能:
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聚酯包括饱和聚酯和不饱和聚酯。
O C O
饱和聚酯:没有非芳族的不饱和键
不饱和聚酯:含有非芳族的不饱和键,由不饱和二元羧酸或酸 酐、饱和二元羧酸或酸酐与多元醇缩聚而成的具有酯键和不 饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。 不饱和聚酯树脂:在聚酯化缩聚反应结束后,趁热加入一定 量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之 为不饱和聚酯树脂。具有线型结构、可溶、分子量不高且主 链上同时具有重复酯键及不饱和双键。
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高分子材料的种类 复合材料 基体
塑料 以聚合物为基础,加入(或不加)各种助剂 和填料,经加工形成的塑性材料或刚性材料。 纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。 具有可逆形变的高弹性材料。 涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料 能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料
文教办公、家具等等。
农用塑料:①薄膜 ②灌溉用管 建筑工业:①给排水管PVC、HDPE ②塑料门窗 ③涂料油漆 ④复合地板、家具人造木材、地板 ⑤PVC天花板
包装工业:①塑料薄膜:PE、PP、PS、PET、PA等 ②中空容器:PET、、PE、PP等 ③泡沫塑料:PE、PU等
汽车工业:塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等
药品性等方面问题而使应用受到限制。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
2. 聚合物基体的组分:
固化剂 增韧剂
聚合物 促进剂
稀释剂
改进工艺、降低成本、提高性能、扩大应用范围。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
3. 聚合物基体的作用:
①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定,在纤维间传递载荷, 并使载荷均衡; ②基体决定复合材料的很多性能。如复合材料的高温使用性
管道
储罐
格栅
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(2)交联剂、引发剂和促进剂
(a) 交联剂
酯乙甲苯 等烯酯乙 基、烯 甲邻, 苯苯其 、二它 三甲还 聚酸有 氰二甲 酸丙基 三烯丙 丙酯烯 、
不饱和双键
加热
体型结构
脆
无实用价值
共聚合 溶于烯类单体
体型结构产物
性能改善
既是溶剂,又是交联剂 :选择和用量直接影响着树脂的工艺性能 以及固化物的性能。
1909年贝克兰发明 酚醛树脂
5
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝化纤维素溶液,制 得第一根人造纤维; •1883年,法国人de Chardonnet把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得到溶 液,得到人造丝;
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现代生活中的高分子材料-塑料
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现代生活中的高分子材料-塑料
8
现代生活中的高分子材料-特种塑料
能(耐热性)、强度、疲劳性能、断裂韧性、剪切性能、耐介
质性能(如耐水、耐化学品性能)等; ③基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等; ④基体保护纤维免受各种损伤。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
4.聚合物基体的选择:
对聚合物基体的选择应遵循下列原则:
(1) 能够满足产品的使用需要。如:使用温度、强度、刚度、 耐药品性、耐腐蚀性等; (2)对纤维具有良好的浸润性和粘接力; (3)容易操作,如要求胶液具有足够长的适用期、预浸料具有 足够长的贮存期、固化收缩小等; (4)低毒性、低刺激性; (5)价格合理。
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(b) 引发剂
引发剂一般为有机过氧化物,引发不饱和树脂固化反应的进行。
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(c) 促进剂
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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(3).不饱和聚酯树脂固化特点
不饱和聚酯树脂的固化是一个放热反应,其过程可分为三个阶段
军工工业:飞机和火箭固体燃料(低聚物)、复合纤维等
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高分子材料的应用
电气工业:①绝缘材料(导热性、电阻率)等、导电高分子 ②电子:通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话 ③家用电器:外壳、内胆(电视、电脑、空调)等 医疗卫生中的应用: 人工心脏、人工脏器、人工肾(PU)、 人工肌肉、输液管、血袋、注射器、 可溶缝合线、药物释放等。 防腐工程:耐腐蚀性,防腐结构材料。如水管阀门(PTFE): 230~260℃长期工作,适合温度高腐蚀严重的产品。
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1. 价格较高; 2. 粘度大(指双酚A型),一般不适合 喷射成型; 3. 固化时间比聚酯长,达到完全固化 必须热处理; 4. 固化剂毒性大。
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使用要求
凡能与环氧树脂中环氧基发生反应,使
(1)固化剂; (2)稀释剂; (3)增韧改性剂; (4)填料; (5)其它。
树脂固化的物质,统称为固化剂或硬化 剂。常用的有胺类固化剂、酸酐类固化 剂、咪唑类固化刑、潜伏性固化剂,以 及其他类型的固化剂
1.1.热固性树脂特点: 优点:
传统的聚合物基体是热固性的,其最大的优点是具有良好的工艺 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药品性和抗蠕变性
缺点:
预浸料需低温冷藏且贮存期有限,成型周期长和材料韧性差
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
功能高分子:离子交换树脂、高分子分离膜、高吸水性树脂、 光刻胶、感光树脂、医用高分子、液晶高分子、 高导电高分子、电致发光高分子等。
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2.4.1聚合物基体的种类、组分和作用
1. Composite matrix-聚合物的种类:
热固性基体: 如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等,
按 树 脂 受 热 行 为
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纤 维
按性能分 类 橡 胶
涂 料
胶粘剂
功能高分子
橡胶的发展
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在纤维素中的部分羟根 使塑料从化学实验室中的珍品一跃而 (氢氧根)被硝化 塑料的发现 后会得到焦木素。焦木素溶于乙醇和乙 成为公众关注的对象,是塑料被引入 醚的混合物,再加入樟脑等蒸发后会得 台球室这一戏剧性事件引发的。以前 到一种物质,它受热后变软,冷却后变 的台球是用象牙做的,象牙只能来源 硬,这种物质被称为“赛璐璐”。 于死了的大象,数量自然非常有限。 19世纪60年代初,有人悬赏 1万美元 征求台球的最好代用品。1869年,美 1869 年31岁的印刷工人 国的海厄特利用“赛璐璐”制出了廉 价台球,从而赢得了这笔奖金。从此, 约翰•海阿特发明赛璐珞 赛璐璐被用来制造各种物品,从儿童 玩具到衬衫领子中都有赛璐璐。