树脂基复合材料研究进展

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高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展

综述高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展陈平于祺孙明陆春(大连理工大学化工学院高分子材料系,116012)摘要近些年来,纤维增强热塑性树脂基复合材料已逐步发展成为复合材料中一个高性能、低成本的新型材料家族。

本文主要介绍了各种高性能工程塑料和增强纤维的发展,连续纤维增强热塑性树脂的浸渍工艺及成型工艺,最后还介绍了热塑性纤维复合材料的发展趋势。

关键词热塑性树脂;高性能;纤维增强;复合材料Advances in High Performance FRTP CompositesChen Ping Yu Qi Sun Ming Lu Chun(Department of Polymer Science and Material,Dalian Uni versity of Technology,Dalian,116012) ABSTRACT In recent years,fiber reinforced thermoplastic composite materials has become a new family member of composites wi th high performance and low cost materials.T his paper mainly introduces the develop ment of hi gh performance thermoplastic and reinforced fiber,the impregnating process and forming techniques of the thermoplastic resin rei nfor ced with the continuous fiber.At last,the developing trend of the thermoplastic composites is also introduced.KEYWORDS thermoplastic resin;high performance,fiber rei nforced;composi tes1前言自50年代树脂基复合材料问世以后的几十年来,一直以热固性树脂基复合材料为主流发展着。

中国树脂基复合材料发展

中国树脂基复合材料发展树脂基复合材料是由树脂或塑料基体和增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）组成的一种新型材料。

在过去的几十年里，中国的树脂基复合材料行业取得了显著的发展。

在本文中，我将探讨中国树脂基复合材料的发展情况，并对未来的发展趋势进行展望。

首先，中国的树脂基复合材料行业在过去的几十年里取得了巨大的进展。

从20世纪80年代开始，中国政府开始支持和促进树脂基复合材料行业的发展。

政府制定了一系列的政策和措施，鼓励企业加大研发投入，提高产品质量，并扩大市场规模。

这些政策和措施为中国树脂基复合材料行业的发展提供了强大的支持。

其次，中国的树脂基复合材料行业在技术方面取得了显著进展。

随着科研力量的不断增强，企业在树脂基复合材料的研发和生产方面取得了一系列的创新成果。

特别是在高性能树脂基复合材料领域，中国的企业已经取得了一些重要的突破。

例如，部分企业已经成功研发并应用了具有高温耐久性、耐腐蚀性和抗疲劳性能的树脂基复合材料，这些材料在航空航天、汽车和电子等领域具有广阔的应用前景。

此外，中国的树脂基复合材料行业在市场方面也取得了显著的进展。

随着中国经济的快速发展，对于高性能材料的需求不断增加。

树脂基复合材料作为高性能材料的一种，其市场需求也在不断扩大。

树脂基复合材料行业的市场规模在过去的几十年里得到了显著的扩大，为企业提供了更广阔的发展空间。

虽然中国的树脂基复合材料行业取得了很大的进展，但我们也需要看到一些问题和挑战。

首先，目前中国树脂基复合材料行业发展还不完善。

相较于一些发达国家，中国在高性能树脂基复合材料领域的技术和产业化水平还有一定的差距。

此外，树脂基复合材料行业面临着环保和可持续发展的压力。

树脂基复合材料的生产所需的化学品和原材料对环境造成一定的污染，这对企业提出了更高的要求。

展望未来，中国的树脂基复合材料行业有着广阔的发展前景。

首先，随着科技的不断进步，中国树脂基复合材料的研发和生产水平将得到显著的提高。

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发展现状

2024年热固性树脂基复合材料市场发展现状摘要热固性树脂基复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。

本文从市场规模、应用领域、技术发展等方面对热固性树脂基复合材料市场的现状进行了综合分析和研究。

通过对市场前景的展望，指出了相关产业发展的方向和发展趋势。

1. 引言热固性树脂基复合材料是通过将热固性树脂与增强材料（如碳纤维、玻璃纤维等）进行复合制备而成的一种高性能材料。

由于其具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等高端领域。

2. 市场规模热固性树脂基复合材料市场在过去几年取得了快速发展，市场规模不断扩大。

根据研究机构的数据统计，2019年全球热固性树脂基复合材料市场规模达到xx亿美元，并且预计在未来几年内还将保持稳定增长。

亚太地区是热固性树脂基复合材料市场的主要消费地区。

3. 应用领域3.1 航空航天热固性树脂基复合材料在航空航天行业中的应用非常广泛。

航空航天器结构材料、飞机外壳、液氧/液氢燃料储罐等都可以采用热固性树脂基复合材料制造，以提高飞机的性能和耐久性。

3.2 汽车制造随着汽车工业的发展，对材料的性能要求也越来越高。

热固性树脂基复合材料具有重量轻、强度高、抗冲击性好等特点，被广泛应用于汽车车身、座椅等部件的制造中，以提升汽车的安全性和节能性。

3.3 能源热固性树脂基复合材料在能源领域的应用也十分重要。

太阳能电池板的背板材料以及风力发电机叶片等都可以采用热固性树脂基复合材料制造，以提高能源装备的效能和可靠性。

4. 技术发展热固性树脂基复合材料的技术发展一直是市场关注的焦点。

目前，随着碳纤维、玻璃纤维等增强材料的不断改进和热固性树脂的研发，热固性树脂基复合材料的力学性能和工艺性能得到了极大提高。

同时，也出现了一些新的技术和工艺，如预浸料、自愈合复合材料等，进一步拓宽了热固性树脂基复合材料的应用领域和市场。

5. 市场前景与发展趋势热固性树脂基复合材料市场未来的发展前景非常广阔。

2024年热固性树脂基复合材料市场分析现状

2024年热固性树脂基复合材料市场分析现状引言热固性树脂基复合材料是一种由热固性树脂基体和增强材料组成的复合材料。

该材料具有高强度、优异的耐热性和耐化学性等特点，因此在众多应用领域具有广泛的用途。

本文将对热固性树脂基复合材料市场进行分析，探讨其现状和发展趋势。

市场规模分析热固性树脂基复合材料市场在过去几年一直保持着稳定的增长。

根据市场研究报告，2019年全球热固性树脂基复合材料市场规模达到了XX亿美元，并预计在未来几年内将以X％的复合年均增长率增长。

这主要归因于该材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中的广泛应用。

市场驱动因素分析1. 技术创新随着科学技术的不断进步，热固性树脂基复合材料的制造工艺和性能不断得到改进。

新的材料配方和制造工艺使得热固性树脂基复合材料具有更高的强度和更好的耐热性，满足了市场对于高性能材料的需求。

2. 行业需求增长全球范围内，航空航天和汽车制造等行业对高性能材料的需求不断增加。

热固性树脂基复合材料以其轻质化、高强度和耐腐蚀等特点成为航空和汽车领域的首选材料之一，推动了市场的增长。

3. 持续的研发投入许多大型跨国公司和研究机构对热固性树脂基复合材料的研发投入不断增加。

这些投入进一步带来了新的技术突破和产品创新，推动了市场的发展。

市场分布情况1. 地区分布热固性树脂基复合材料市场在全球范围内分布广泛。

目前，北美地区是全球最大的热固性树脂基复合材料市场，亚太地区也正在迅速发展。

欧洲和中东地区也具有相当规模的市场。

发展中国家也逐渐成为潜力巨大的市场。

2. 应用行业分布热固性树脂基复合材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中被广泛应用。

航空航天行业是热固性树脂基复合材料的主要应用领域，占据了市场的相当份额。

汽车制造业也是一个重要的市场，由于政府对车辆轻量化的要求和环保意识的提升，对该材料的需求不断增加。

市场竞争格局目前，全球热固性树脂基复合材料市场竞争激烈，市场上存在着许多领先的厂商和供应商。

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。

树脂基复合材料防护涂层研究进展

第１期
２０１３年３月
纤
维
复
合
材
料
ＮＭａｒ．．２０１３
树脂基复合材料防护涂层研究进展
邹志伟，王海龙，王铀，唐绍武
（１．哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨１５００３６）（２．中国建筑材料科学研究总院，北京１０００２４）
（３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｉｒａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｒｂａｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ｚ０ＵＺｈｉｗｅｉ ’ ，ＷＡＮＧＨａｉｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＹｏｕ，ＴＡＮＧＳｈａｏｗｕ
（１．ＨａｒｂｉｎＦＲＰＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｒｂａｉｎ１５００３６，Ｃｈｉｎａ）（２．ＣｈｉｎａＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｉｒａｌｓＡｃａｄｅｍｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４，２Ｃｈｉｎａ）
ｉｎｇｗｅｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｓｗｅｌｌａｓｈｅｔｅｓｒｅｒｃａｈｏｉｒｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｂｙｄｅｃｒｅｓｉａｎｇｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｒｉｎｇｓｐｒａｙｉｎｇ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｈｅｔｂｏｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏａｔｉｎｇａｎｄｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｉｎｎｏｖａｔｉｎｇｔｈｅｓｐｒａｙｉｎｇｐｏｃｒｅｓｓ，ｉｍｐｏｖｒｉｎｇｓｐｒａｙｍａｔｅｉａｒｌｓ，ｔｈｅｎｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｎｃｏｕｎｔｅｉｎｒｇａｒｅｓｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｍａｒｌｓｐｒａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．

碳纤维树脂基复合材料发展现状

碳纤维树脂基复合材料发展现状碳纤维树脂基复合材料是一种具有轻质、高强、高刚度等优异性能的高级材料，具有广泛的应用前景。

本文主要就碳纤维树脂基复合材料的发展现状做一个简单的介绍。

碳纤维树脂基复合材料就是由一种或多种纤维（通常是碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维等）与树脂（通常是环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂等）混合形成的一种材料。

其主要特点是具有轻质、高强、高刚度等优点，是一种高性能的结构材料。

由于其优异的性能，碳纤维树脂基复合材料在航空航天、汽车、轨道交通、运动器材、电子设备、建筑结构等领域得到了广泛的应用。

在航空航天领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于飞机机身、机翼、发动机罩等部位，以提高其结构强度和减轻重量，从而提高飞行性能。

在电子设备领域，碳纤维树脂基复合材料可以用于制作高性能的塑料外壳、散热片、接线板等，从而提高电子设备的性能和可靠性。

在建筑领域，碳纤维树脂基复合材料可以用于制作桥梁、钢结构加固、水泥结构加固等，以提高建筑物的结构强度和耐久性。

1.技术发展碳纤维树脂基复合材料技术的发展趋势是向高强、高刚度、高稳定性、高耐疲劳性和高阻尼性方向发展。

同时，随着工艺技术的不断改进，碳纤维树脂基复合材料的成本也在不断降低。

2.市场应用碳纤维树脂基复合材料的需求量不断增长。

据统计，自2015年至2020年，全球汽车零部件市场的碳纤维树脂基复合材料需求量将增长50%以上，显示出碳纤维树脂基复合材料在汽车等领域的市场前景广阔。

3.新材料研究碳纤维树脂基复合材料的研究方向主要有三个：一是探索新的纳米材料和基质树脂，以提高复合材料的机械性能和阻燃性能；二是探索新的加工工艺和模具材料，以提高加工效率和模具寿命；三是探索新的表面涂层和涂装工艺，以提高复合材料的耐腐蚀性能和美观性能。

总之，碳纤维树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的高性能材料，在未来的发展中将继续发挥其优势，服务于人类的生产和生活。

树脂基复合材料残余应力与固化变形机理及控制研究进展

树脂基复合材料残余应力与固化变形机理及控制研究进展摘要：复合材料的成型过程涉及树脂的固化过程，固化后复合材料制件会产生不同形式的变形，导致其最终形状和尺寸不同于成型模具。

造成制件变形的根本原因是制造工艺引起的残余应力。

复合材料制件内部非均匀分布的残余应力可以造成制件变形、基体开裂，甚至分层。

通常，复合材料制件的变形包括曲面的回弹和平面的翘曲。

复合材料制件的固化变形会影响其后期的装配。

超出公差的复合材料零件会导致组件的装配失败，严重影响零件制造成本、生产效率和装配进程;对处于公差范围内的复合材料零件，在装配后也可能引入装配应力，影响整体产品的使用寿命。

因此，固化变形是复合材料设计、制造及应用的关键问题之一。

关键词：复合材料；残余应力；固化变形机理；研究进展引言在当前风云变幻的国际形势下，我国船舶、航空航天等领域对复合材料的需求越来越高，对于我国复合材料的精确化制造技术也提出了更为严格的要求。

为精确控制复合材料零件的外形尺寸，必须深入理解引起复合材料固化变形的主要原因以及控制方法。

由于复合材料成型工艺的特性，制造过程中的残余应力是无法避免的。

现有文献中已有很多关于残余应力和固化变形的研究，这些研究可以分为两类:①成型工艺引发的残余应力和固化变形的机理研究;②通过数值计算、模拟仿真等手段进行固化变形的预测。

一、固化参数的优化除传统的试错法外，控制固化变形的方法还有修改铺层和优化固化工艺参数等。

通过优化固化过程中的工艺参数可以在一定程度上缓解残余应力，如通过改变保温时间、固化时间、升降温速率等方式改善复合材料零件的固化变形。

通过改变石墨/双马树脂基复合材料的成型工艺条件来控制和减少固化工艺引起的残余应力，针对不对称铺层的层合板，分别研究了保压温度、保压时间、冷却速率、冷却压力和后固化对残余应力的影响。

实验结果表明，通过在较低温度下固化更长的时间或在三步固化循环中利用中间的低温保压，可以在保持或增强横向力学性能的同时，将残余应力降低25%～30%。

树脂基复合材料的应用现状与发展趋势

4 我国树脂基复合材料发展前景
近50年来，树脂基复合材料良好的发展和应用前景决定了人们将继续重视发展树脂基复合材料的研究与开发。“十一五” 期间，我国将致力于资源节约、环境友好型和谐社会的建设，将通过实施以自主创新为核心的中长期经济发展规划，突破制约我国发展的资源、能源短缺问题，使我国经济建设走上全面协调可持续发展的轨道。
3.2 国内现状
我国树脂基复合材料研究起始于1958 年，经过多年的发展，在生产技术、产品种类、生产规模等方面迈过了由小到大的台阶，产量已经仅次于美国，居世界第2位。其市场分布为: 建筑40%，管罐24%，工业器材12%，交通6%，船艇4%，其他14%。与世界市场分布比较可以看出，中国的复合材料在汽车、航空、体育器材等领域所占比重较低，表明中国复合材料市场在上述领域具有巨大的发展潜力。
在建筑行业发展和使用树脂基复合材料，
对减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功能、改革建筑设计、加速施工进度、降低造价以及提高经济效益等都十分有利，是实现建筑现代化的必要条件。
在采暖通风、给水、排水及污水处理
工程中，已大量使用树脂基复合材料制品，如冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶片及整体成型的采暖通风制品，工程上应用的中央空调系统中的通风厨、送风管、排气管、防腐风机罩，以及各种规格的给水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐及污水处理设备等。
2.3 汽车工业
当今汽车工业的主体技术正步入转型换代的新时期，轻量化、智能化、节能、安全和环保是主要的发展方向。汽车技术的发展对材料提出了更高的要求，优质汽车材料是汽车工业技术创新的重要内容和物质基础。
汽车上应用树脂基复合材料可以减轻自重，降低油耗，从而提高运载能力。

高强度碳纤维增强树脂基复合材料的制备与性能研究

高强度碳纤维增强树脂基复合材料的制备与性能研究复合材料是由两种或更多种不同的材料组合而成的材料。

在复合材料中，各种材料的性能可以相互补充，从而形成更优异的材料性能。

碳纤维增强树脂基复合材料是当前应用最广泛的复合材料之一。

这种材料具有高强度、高刚度、轻质、耐腐蚀等优点，适用于航空航天、汽车、体育、建筑等领域。

本文将从材料制备和性能研究两个方面，介绍高强度碳纤维增强树脂基复合材料的研究进展。

一、材料制备1.树脂基体的选择树脂是复合材料的基础组成部分，树脂基体的选择对于复合材料的性能至关重要。

在碳纤维增强树脂基复合材料中，通常采用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚醚酮树脂等作为基体材料。

不同的树脂基体有着不同的特点。

环氧树脂具有高强度、耐热、耐化学腐蚀等特点；不饱和聚酯树脂具有良好的成型性、低成本等优点；聚醚酮树脂具有高温耐受性能好等特点。

因此，在实际应用中，应根据具体要求选择适合的树脂基体。

2.碳纤维的制备碳纤维是碳纤维增强树脂基复合材料中的加强组件。

通常采用聚丙烯腈（PAN）、等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）等方法制备碳纤维。

其中，PAN法是最主要的制备方法之一。

PAN法可将聚合物纤维经氧化、碳化等工艺变成高强度、高模量、低密度、低膨胀系数的碳纤维。

3.碳纤维增强树脂基复合材料的制备将碳纤维与树脂基体复合，形成碳纤维增强树脂基复合材料。

制备方法包括手工层叠法、模塑法、压缩成型法等。

手工层叠法是最早采用的方法，简单易行，但缺点是加工难度大、生产效率低。

模塑法采用母模和子模，通过压缩成型的方式得到所需的材料形状。

压缩成型法则是把材料放入模具中，通过热压缩或者热水喷淋成型。

二、性能研究1.强度高强度是碳纤维增强树脂基复合材料的主要优点之一。

其强度可达到2000MPa 及以上。

高强度使得碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天、汽车、体育等领域的应用得以实现。

2.刚度碳纤维增强树脂基复合材料的刚度是传统材料的10倍左右。

树脂基复合材料蠕变性能研究进展

２０１３年第３期
玻璃钢／复合材料
１０９
树脂基复合材料蠕变性能研究进展
刘鹏飞，赵启林，王景全
（１ Байду номын сангаас解放军理工大学工程兵工程学院，南京２１０００７；２．７１８８７部队，烟台２６５８０１）
变总应变约为初始应变的三倍，弯曲蠕变在３０％静强度的应力作用下，７２０ｈ的蠕变总挠度约为初始挠度的５倍半。３０７聚酯玻璃钢应力大于静强度的
５０％时的弯曲蠕变，试件相继发生蠕变破坏。松
弛过程也会引起超静定结构中内力随时间重新分
收稿日期：２０１２－０６－０１基金项目：国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＫ０５Ｂ００）作者简介：刘鹏飞（１９８４一），男，博士，主要从事复合材料在土木工程中的应用研究。通讯作者：赵启林（１９７２一），男，博士后，副教授，主要从事复合材料在土木工程中的应用研究，ｚｈａｏｈｓｑｌ９１９＠１６３．ｃｏｎ。ｒ
蠕变实验是建立和改进蠕变模型，研究树脂基
复合材料长期力学性能的基础，因此近年来蠕变实
验研究受到学者们的普遍关注。
１．１复合材料组分材料蠕变性能实验研究进展
应变）分量随时间不断增长，使回弹应变分量随时间逐渐降低，从而导致变形恢复力（回弹应力）随时间

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料，已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。

本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析，并探讨其在各个领域的应用现状。

通过对国内外相关研究的综述，本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势，以及面临的挑战和机遇，以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。

在文章的结构上，本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述，为后续的研究奠定理论基础。

接着，文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程，分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。

在此基础上，文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状，包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。

文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战，如成本、性能优化、环保等问题，并提出相应的解决方案。

文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景，探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。

通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析，本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示，推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。

二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。

近年来，随着科技的不断进步，该领域取得了显著的突破和进展。

树脂体系的创新：树脂作为复合材料的基体，其性能直接影响着复合材料的整体性能。

传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等，虽然在很多领域有广泛应用，但随着性能要求的提升，新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。

这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗，以及更好的机械性能，为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。

增强材料的多样化：增强材料是复合材料中的关键组成部分，其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。

先进树脂基复合材料制造技术进展

先进树脂基复合材料制造技术进展摘要：先进的树脂基复合材料是一种新型材料，以有机聚合物材料为基体，以高性能连续纤维为增强材料，由复合技术制备，性能明显优于原组分。

目前，在航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括环氧、双马来酰亚胺和高性能连续纤维增强聚酰胺基复合材料。

先进的树脂基复合材料具有较高的强度和比模量、疲劳强度、耐腐蚀性、高的可设计性和便于在大面积内进行整体成型。

它们已成为铝合金、钛合金和钢材后最重要的航空结构材料之一，并已广泛应用于航空航天等领域。

关键词：树脂基复合材料；制造技术；模拟与优化技术；自动化制造；国家先进的树脂基复合材料制造技术经过30多年的发展，初步形成了一个先进的树脂基复合材料制造系统，其表现形式是热熔预浸料的制造、自成型和树脂转移技术(RTM)，以及制备的先进树脂基复合材料在中得到广泛应用。

一、热压罐成型技术与数字化、自动化技术相结合热压罐成型技术的主要过程包括预浸料制备、切割、摊铺和固化。

热压罐成型技术的优点是:(1)纤维体积含量高；(2)质量稳定性好；(3)成型模具简单。

但热压罐成型工艺存在能耗高、设备投资成本高、零件尺寸受热压罐尺寸限制等问题。

20世纪60年代以来，我国热压罐成型技术有了很大发展，主要体现在热熔预浸料制备技术、预浸料铺切技术和数字化集成的建立，以及高韧性复合材料技术和复合材料结构集成技术的快速发展和广泛应用。

早期国产复合预浸料采用溶液法制造，由于有机溶剂的大量使用和生产的不连续，导致预浸料质量一致性差，生产效率低，污染严重。

20世纪90年代初以来，预浸料热熔制备技术得到发展，建立了热熔预浸料设备设计制造技术和预浸料热熔制备技术，实现了热熔预浸料的连续批量制造。

通过多层次增韧技术的发展，建立了高性能复合材料的增韧技术体系，开发出满足航空应用要求的高韧性环氧和高韧性双马来酰亚胺树脂基复合材料体系。

热压罐成型技术从最初以手工为主的铺切发展到与预浸料自动下料、激光辅助定位铺放等数字化技术相结合，提高了热压罐成型的技术水平，明显提高了预浸料的铺切精度，进一步提高了复合材料的制造效率和构件质量。

树脂基复合材料的制备及性能研究

树脂基复合材料的制备及性能研究摘要本文主要介绍了树脂基复合材料的制备方法以及性能研究。

首先，介绍了树脂基复合材料的基本概念和分类，包括热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。

接着，讨论了树脂基复合材料的制备方法，包括手工制备和机械制备。

最后，从力学性能、热性能、耐腐蚀性等几个方面综述了树脂基复合材料的性能研究现状，以期为研究者提供参考。

关键词：树脂基复合材料、制备方法、性能研究一、树脂基复合材料的基本概念和分类树脂基复合材料是以树脂为主体，加入强化材料和填料构成的复合材料。

根据树脂的性质和反应方式，可将树脂基复合材料分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。

1.热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是指在加热和固化过程中形成三维网络结构的复合材料。

常见的热固性树脂有环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛等。

优点是成型后性能稳定，缺点是成型前需要混合处理，难以调整。

2.热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是指在加热或塑化时可改变形态的复合材料。

热塑性树脂具有可挤出、可成型、可再加工等特点。

常见的热塑性树脂有聚丙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯等。

二、树脂基复合材料的制备方法1.手工制备手工制备是指人为将树脂、强化材料和填料按照一定比例混合搅拌，并浇注于模具中进行成型。

手工制备的优点是成型成本低、可实现小批量生产，缺点是成型质量和生产效率较低。

2.机械制备机械制备是指使用开发的机械设备对树脂、强化材料和填料进行混料、分散和成型。

根据不同的成型技术和材料性质，机械制备技术主要包括压缩成型、挤出成型、注塑成型等。

机械制备的优点是成型质量高、生产效率快，缺点是需要较高的设备投资和技术要求。

三、树脂基复合材料的性能研究1.力学性能树脂基复合材料的力学性能是指力学负载下的材料性能，包括强度、弹性模量、断裂韧性等。

目前，热固性树脂基复合材料的强度和弹性模量较高，但断裂韧性较差；热塑性树脂基复合材料的断裂韧性较好，但强度较低。

树脂基复合材料隔热涂层的研究进展

柯脂基复台材料困综合成本低、减重性能好等特点得到了广
泛应用一采用树脂基复台材料制造飞机及导弹部件，不仅能减轻重量、短制造周期、缩降低练台成本、提高机动性，能降低雷达还
减小雷达反射面积，采用了大量复台材料。用量达到结构重量的
３％～４５０％。 ’
用：
２研究进展
２１树脂基复合材料．
拇脂基复台材料分为热塑性和热固性两类。采用的增强材料包括碳纤维磁璃纤维．９硼纤维和有机纤维．如凯芙拉。热塑性
对固定隔热潦层来说，首先是自身的热稳定性和较低的热导
其次是与基体的附着力高、机械强度高、气孔率低。这类潦层的树脂基体包括聚醚醚酮、聚芳硫醚、聚砜、聚酰亚胺等。固性率，热般由氧化物、碳化物、化物或金属台金制成，４００氮在０ —５０℃ 树脂基体有酚醛、环氧、马来酰亚胺和聚酰亚胺等。这些材料双
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(整理)热塑性树脂基复合材料拉挤成型研究及应用进展

热塑性树脂基复合材料拉挤成型研究及应用进展自上世纪8 0 年代中期始，人们对采用拉挤工艺制造连续纤维增强热塑性塑料复合材料（FRTP）产生了极大兴趣。

这是因为采用热塑性复合材料可避免热固性复合材料固有的环境友好性差、加工周期长和难以回收等不足，并且可具有更好的综合性能，如：较强的柔韧性和抗冲击性能、良好的抗破坏能力、损伤容限高、可补塑、可焊接、生物相容性好、可回收、成型时无需固化反应、成型速度快及可以重复利用等特点[1]。

尽管热塑性塑料拉挤成型具有上述优点，但迄今仍未获得普遍的商业应用。

原因在于这种工艺受到以下缺点的制约：如熔体黏度高、成型温度高、基体在室温下呈固态，需要精确控制冷却和熔体冷却时收缩率大，产品质量波动大等。

为了使热塑性材料的拉挤成型应用获得更广泛的应用，重要的任务是开发最合适的加工工艺、降低成本和提高质量。

由于拉挤工艺本身是一种能够经济的连续生产复合材料的典型制造工艺，并且可以实现自动化连续生产及制品的用途广泛，所以该工艺在工业发达国家已受到普遍重视，发展速度很快。

如美国专利（专利号：US5091036）以及Dr.Scott Taylor 对热塑性复合材料的研究成果的发表[ 2 ] ，给热塑性复合材料拉挤成型的工业应用带来突破性的推进。

概括而言，从热固性基体拉挤成型转变到热塑性基体拉挤成型所遇到的关键问题主要包括：基体在室温下呈固态、在熔融温度下流动性差（黏度高）和熔体冷却时收缩率大等特点，目前，实施热塑性树脂基复合材料的拉挤成型典型研究成果及其进展可概括如下。

1 生产工艺方面由于热塑性树脂融体的黏度大，浸渍困难，因而改进研究工作的关键点集中在浸渍技术方面，而不同拉挤工艺的根本区别也就在浸渍方法和浸渍工艺的差异上。

通常，根据浸渍技术可把热塑性复合材料拉挤工艺分为非反应型拉挤工艺和反应拉挤工艺两大类。

从目前应用情况来看，非反应型工艺占主体，应用较为广泛，相对来讲也比较成熟[ 3 ] 。

纳米／环氧树脂基复合材料研究进展

纳米材料是一种新型的材料，有相当大的相具界面面积。由于纳米材料晶粒极小，面积特大，表在晶粒表面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数，致了纳米材料具有传统固导体所不具备的许多特殊基本性质，微波吸收性能、如
２纳米／氧树脂基复合材料的制备方法环
该方法是制备纳米／聚合物基复合材料最直
接的方法，用于各种形态的纳米粒子。但纳米粒适子极易自发团聚，用常规的共混方法不能消除无利
机纳米粒子与聚合物基体之间的高界面能差，将要
米材料的研究及生产情况进行了介绍。
关键词：米复合材料；环氧树脂；性纳改
中图分类号：Ｑ５．３Ｔ００４
文献标识码：Ａ
文章编号：０３—３６（Ｏ２１一ＯＯ —０１０４７２Ｏ）１Ｏ４２
１纳米材料的特性
强的效果；但环氧树脂本身粘度较大，纳米材料的使分散成为一个难点。本文介绍了纳米材料对环氧树脂改性的一些研究成果。纳米／氧树脂基复合材环料常用的制备方法有纳米粒子直接分散法和插层复合法。２１纳米粒子直接分散法．
无机纳米粒子直接分散于有机基质中制备纳米／聚合物基复合材料，通过必要的化学预分散和物理须机械分散打开纳米粒子团聚体，其均匀分散到聚将合物基体材料中并与基体材料有良好的亲和性。纳米粒子可通过高分子溶液（或乳液）混Ｈ或共熔融共混ｌ等方法直接分散于有机基质中。董元彩５

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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]。

可见复合材料的应用和发展是大幅提高飞机安全性、经济性等市场竞争指标的重要保证，复合材料的用量已成为衡量飞机先进性和市场竞争力的重要标志。

纤维增强树脂基复合材料是在树脂基体中嵌人高性能纤维，比如碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维等所制得的材料[3]。

树脂基体可以分为热塑性树脂和热固性树脂两种，常用的热塑性树脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等;常用的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂和聚醋树脂等。

由于纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等一系列优良特性，其在航空航天、汽车、建筑、防护、运动器材和包装等领域已有广泛的应用。

然而新材料新技术的发展使人们对纤维增强复合材料的性能有了更高的期望，所以高性能纤维增强树脂基复合材料依然是近年来的研究热点。

1 先进树脂基复合材料体系1.1 纤维增强纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂基体两部分组成，纤维起承担载荷的作用，树脂均匀传递应力，界面在应力传递的过程中起到关键的作用，是纤维与树脂问应力传递的纽带．随着对复合材料界面性能研究的不断的深入，人们发现纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键台及纤维与树脂间的机械嵌合作用等因素对复合材料的性能影响显著，并以此设计出一系列提高界面粘接强度的方法，有效地提高了纤维复合材料的界面性能[4]．1.1.1碳纤维(CF)增强树脂基复合材料碳纤维以热碳化方式由聚丙烯睛、沥青或粘胶加工而成，具有高强度、高模量、优异的耐酸碱性和抗蠕变性[4J。

对碳纤维增强树脂基复合材料的研究主要集中在对纤维进行改性、对树脂基体进行改性和改善纤维和树脂基体的粘接性能这几个方面。

1.1.2超高强度聚乙烯纤维(uHMPE)，超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是1975年由荷兰DSM公司采用凝胶纺丝一超拉伸技术研制成功并实现工业化生产的高强高模纤维。

UHMWPE纤维中大分子具有很高的取向度和结晶程度，纤维大分子几乎处于完全伸直的状态，赋予最终纤维高强度、高模量、低密度、耐酸碱等优异性能，但是其低表面能、耐热性差等缺点影响了它的应用。

对纤维进行接枝、辐照、涂层处理增强纤维和树脂的界面粘接作用，对树脂基体进行改性是UHMWPE纤维增强树脂基复合材料的主要研究方向。

1.1.3芳纶纤维(PPTA)芳纶作为一种高强、高模、耐高温型高性能有机纤维，在增强复合材料方面有重要应用，这些复合材料广泛应用于航空航天、国防军工、电子通讯、交通运输、土木建筑等领域。

由于芳纶本身结构的特点，使得芳纶表面皇现较大的惰性，不利于芳纶与树脂粘接，导致芳纶与基体之间形成界面缺陷，限制了复合材料性能的提高。

对芳纶纤维和树脂基体进行改性以提高芳纶纤维增强树脂基复合材料成为近年来研究方向。

1.1.4刚性链结构的PBO纤维。

PBO(聚对苯撑苯并二嗯哇)纤维具有优异的力学性能，其强度、模量均比Kevlar纤维高1倍以上。

PBO纤维的分子链、晶体和微原纤均沿纤维轴向呈现几乎完全取向的排列，具有极高的取向度。

这种结构在赋予PBO纤维上述优异性能的同时，也导致纤维表面非常光滑且活性低，几乎与所有树脂基体不能良好地浸润，致使PBO纤维与树脂基体结合的界面粘接性能差，限制了PBO纤维在先进复合材料领域中的应用。

对PBO纤维和树脂基体进行改性以提高PBO 纤维增强树脂基复合材料成为近年来研究热点。

1.2无机盐晶须增强树脂基复合材料研究进展无机盐晶须作为一种新型的增强材料，具有粉体填料和纤维不可比拟的特殊功能，作为复合材料的增强与改性成分，已制成的多种耐热、耐磨、耐腐蚀、高强度的新型高性能材料被应用于机械、电子、汽车等工业领域[5]。

鉴于晶须本身所要求的特殊的制备工艺，在复合材料的制备过程中需保持合适的长径比，提高晶须在聚合物中的均匀分散程度，提高晶须和聚合物的界面结合能力，以保持复合材料的机械物理性能。

1.2.1碳酸钙晶须近年来所研究的碳酸钙晶须是一种新型的低成本针状材料，属文石型结构。

目前制备文石型碳酸钙晶须的方法主要有碳酸化法、复分解合成法，但这些方法都有各自的缺点。

碳酸化法需要较严格的温度和较长的反应时间，才能获得含量较高的文石型晶须，否则混有较多的ca(OH) ；复分解合成法则由于溶液浓度、温度的不均一而影响晶须的纯度和均匀性。

而通过加热Ca(HCO ) 溶液，控制反应温度和反应时间，使ca(HCO ) 分解，可以制备出纯度99．53％和平均长径比24．1的CaCO3 晶须，一定程度上克服了碳酸化法和复分解合成法的缺陷。

1.2.2硫酸钙晶须CaS2晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，其尺寸稳定，平均长径比约为80，具有和橡胶、塑料等聚合物的亲和力强的优点。

其制备方法主要有水压热法和常压酸化法。

水压热法是将质量分数小于2％的二水石膏悬浮液加到水压热容器中处理，在饱和蒸汽压作用下和晶型稳定化处理后，得到半水硫酸钙晶须。

常压酸化法是指在一定温度下，高浓度二水硫酸钙悬浮液在酸性溶液中转变成针状或纤维状半水硫酸钙晶须。

与水压热法相比，此方法不需要压力容器，且原料质量分数大大提高，成本大幅降低，易于工业化生产。

另也有专利报道利用氨碱厂废液与卤水制造硫酸钙晶须的方法。

1.2.3碱式硫酸镁晶须碱式硫酸镁晶须是一种白色针状单晶纤维，尺寸十分细小，具有十分优异的力学性能，如强度高、模量高、电气性能好。

文献报道的碱式硫酸镁晶须一般是在严格控制反应温度和合适的反应物物质的量比值的条件下，以氢氧化镁、氧化镁或氢氧化钠和硫酸盐(主要是硫酸钠和硫酸镁)为原料，经过水热合成反应得到。

但也有利用卤水(或盐湖氯化镁)、硫酸和氨水，按照一定的比例配合，在水热情况下制得长径比大于100的碱式硫酸镁晶须的报道。

1.2.4氢氧化镁晶须氢氧化镁晶须是一种极细的纤维状单晶，以针状晶形存在的碱式镁盐或针状结晶的氢氧化镁在900 o C以上烧结而制得。

晶须直径0．5～5 μm，长200～2 000 μm，热传导率是氧化铝的3倍。

由于氢氧化镁晶须具有晶须性能的共性和自身特点，常被用作各种复合材料的增强材料。

例如与聚氯乙烯树脂配合使用时，可提高制品的机械强度和热稳定性；与水泥配合使用时，可提高制品的抗弯曲强度、热稳定性和抗冲击强度；还可作为耐火砖的原料，也用作吸附剂、绝热材料、耐腐蚀材料、阻燃材料，以及不饱和聚酯的增稠剂和补强剂。

1.2.5 MgO·Mg(OH)2晶须镁盐产品中的MgO·Mg(OH) 晶须具有良好的阻燃性能，但是普通的MgO·Mg(OH) 晶须比表面积大，微粒易趋向于二次凝聚，在树脂中分散性差。

因此MgO·Mg(OH)：晶须用作复合材料填料时，对复合材料的性能的影响主要是冲击强度、延伸率下降，加工性能恶化，使其应用受到一定的限制。

由此有文献对比了颗粒与晶须对复合材料性能的影响，发现采用表面改性有利于提高复合材料的机械性能，但是对工艺的要求相对较高。

采用晶须增强的复合材料可以同样满足性能要求，而且与普通镁盐产品相比，品须还具有更高的模量和强度，因而在作为增强材料的研究时，需要综合考虑各项性能。

例如在利用其阻燃性能的同时，亦应考虑其对材料的强度、韧性等性能的影响，以及经济效益的影响。

1.3光固化树脂基复合材料光固化技术由德国Bayer公司1968年率先应用于紫外光(uV)固化涂料。

当时光固化树脂体系主要由不饱和聚酯树脂、苯乙烯及光敏引发剂等组成。

由于其性能上的局限性，几乎只用在木工制品方面。

但它作为良好的开端，为当今世界的光固化和电子束固化取得的突破性进展奠定了基础[6]。

光固化树脂基体与其它树脂基体一样，需要与纤维表面有良好的结合，与纤维有相匹配的弹性模量和断裂伸长率，同时工艺性要好。

除此以外，光固化树脂基体还要求自身透明，并具有与纤维相匹配的折射率，从而得到满意的固化程度。

作为光固化树脂，应是带有可聚合基团的聚合物(一般称作预聚体)，其分子量一般为1o0o一5o0o，它们是制备光固化树脂基复合材料的基础。

目前，国外已商品化的光聚合性预聚物有不饱和聚酯和丙烯酸型树脂两种。

丙烯酸型树脂是随着光固化树脂应用范围不断扩大而发展起来的第二代光固化树脂，现已开发了多种。

如丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚酯树脂、丙烯酸聚醚树脂等，此外还有硫醇／烯类体系、阴离子固化环氧体系以及氨基塑料等。

1.4 热固性树脂基复合材料：1.4.1酚醛树脂基复合材料的研究进展[7]酚醛树脂原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，并且产品具有优异的力学性、耐热耐寒性、电绝缘性、成型加工性、阻燃性及低烟雾性等性质，是工业部门不可缺少的材料。