聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
复合材料中聚合物的定义和特性
复合材料中聚合物的定义和特性复合材料是指由两个或多个不同材料组合而成的材料，其中一个材料作为基质，将其他材料嵌入其中以形成有机整体。
聚合物是复合材料中常见的基质材料之一，具有许多独特的定义和特性。
一、聚合物的定义聚合物是由许多重复单元（也称为聚合单体）通过化学键连接而成的大分子化合物。
这些聚合单体可以是有机化合物，也可以是无机物。
聚合物的重复单元可以是相同的，也可以是不同的，这取决于所用的单体。
聚合物的形成是通过聚合反应实现的。
在聚合反应中，聚合单体中的双键或三键被打破，并与其他单体连接，形成长链或支链结构。
这种连接可以是共价键形成的，也可以是离子键或氢键等其他类型的键。
二、聚合物的特性1. 高分子量：聚合物通常具有高分子量，由于聚合单体的重复连接，使得聚合物能够形成长链结构，从而产生高分子量。
2. 强度和刚性：聚合物可以根据需要调整其力学性能。
某些聚合物具有较高的强度和刚性，使其适用于需要承受较大力的应用领域。
3. 轻质：与金属相比，聚合物通常具有更低的密度，使其成为一种轻质材料。
这样的特性使聚合物成为一种在航空航天、汽车和运动器材等领域中广泛使用的材料。
4. 耐腐蚀性：许多聚合物对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性，使其能够在恶劣条件下使用。
5. 良好的绝缘性能：聚合物通常具有良好的电绝缘性能，使其成为电气和电子领域中的常用材料。
6. 良好的可塑性：聚合物可以通过加热和加压等方法易于加工成不同形状，使其具有良好的可塑性和可成型性。
7. 丰富的性能调节能力：通过聚合单体的选择和聚合条件的调节，可以调节聚合物的性能，以满足不同应用的需求。
三、观点和理解1. 聚合物作为复合材料的基质具有重要作用。
其独特的特性使得复合材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等优良性能，因此聚合物在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
2. 聚合物的性能可以通过聚合单体的选择和聚合条件的调节进行调控，具有很强的可塑性和适应性。
这为人们设计和制造具有特定性能需求的复合材料提供了广阔的空间。
聚合物基复合材料1
环氧树脂的特性
具有多样化的形式:各种树脂、固化剂、 a、具有多样化的形式:各种树脂、固化剂、改性剂体系 几乎可以适应各种应用对形式提出的要求， 几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可 以从极低的粘度到高熔点固体。 以从极低的粘度到高熔点固体。 固化方便:选用各种不同的固化剂， b、固化方便:选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系 几乎可以在0~180℃温度范围内固化。 几乎可以在 ℃温度范围内固化。 收缩率低： c、收缩率低：固化反应是通过直接加成反应或树脂分 子中环氧基的开环聚合反应来进行的， 子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它 挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、 挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树 脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（ 脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于 2%） 2%） 。 黏附力强：分子链中固有的极性羟基和醚键， d、黏附力强：分子链中固有的极性羟基和醚键，使对 各种物质具有很高的粘附力。 各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩 性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 可做环氧结构胶。 可做环氧结构胶。
土建材料
防腐地坪、防静电地坪、环氧砂浆和混凝土制品、 防腐地坪、防静电地坪、环氧砂浆和混凝土制品、高级路面 和机场跑道、快速修补材料、加固地基基础的灌浆材料、 和机场跑道、快速修补材料、加固地基基础的灌浆材料、建筑 胶粘剂及涂料等
底涂一般是用来抹平地面，修补基层的一些问题，如 底涂一般是用来抹平地面，修补基层的一些问题， 粉化，鼓泡，同时还可以进行一定的防水处理， 粉化，鼓泡，同时还可以进行一定的防水处理，中涂 是施工产品的重要表现， 是施工产品的重要表现，是耐磨还是防静电或者是其 他要求，一般在中涂采用不同的材料和工艺， 他要求，一般在中涂采用不同的材料和工艺，面涂一 般是调色和保护作用。 般是调色和保护作用。
聚合物复合材料的性能研究与开发
聚合物复合材料的性能研究与开发聚合物复合材料是一种能够结合多种材料的高性能材料。
在工业与科研领域，聚合物复合材料广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。
本文将讨论聚合物复合材料的性能研究与开发，包括其物理性能、力学性能和热学性能。
1.物理性能聚合物复合材料的物理性能主要包括密度、热导率和电绝缘性等。
由于聚合物复合材料的密度相对较低，使得其在航空航天领域得到广泛应用。
而热导率较低的特点则使其成为一种理想的绝缘材料，可以在电子设备中起到隔热的作用。
2.力学性能聚合物复合材料的力学性能是评价其质量的重要指标，包括强度、刚度和韧性等。
通过控制聚合物基体的配方和纤维增强剂的种类与含量，可以实现对复合材料的力学性能进行调节。
例如，添加碳纤维等增强剂可以提高复合材料的强度和刚度，降低其变形和破裂的风险。
3.热学性能聚合物复合材料的热学性能涉及热膨胀系数、耐热性和导热性等指标。
热膨胀系数是衡量材料热膨胀程度的重要参数，高性能聚合物复合材料具有较低的热膨胀系数，可用于制造高精度仪器、光学元件等。
同时，聚合物复合材料也可通过改变配方和工艺来提高其耐热性，提高在高温环境中的稳定性。
聚合物复合材料的研究与开发是一个从设计到生产的全过程。
在研究阶段，先进行原材料的选择和分析，确定适合的聚合物基体与增强剂。
然后通过调整配方比例和工艺参数，进行材料的合成与成型。
根据不同的应用需求，对材料的性能进行测试和评价。
最后，根据测试结果进行优化和改进，以提高材料的性能和可靠性。
在聚合物复合材料的开发过程中，理论研究与实验研究相辅相成。
通过理论模型的建立和实验数据的验证，可以深入了解材料的内部结构和力学性能。
同时，与其他学科的交叉研究也能够为聚合物复合材料的性能研究提供新的思路和方法。
例如，材料化学与工程学的结合，可以实现对材料性能的定量预测和优化设计。
聚合物复合材料的性能研究与开发也面临一些挑战。
首先，复合材料的研发需要大量的时间和资金投入。
聚合物基复合材料知识点
聚合物基复合材料知识点概述：聚合物基复合材料是由聚合物基质和填料或增强材料（如纤维）组成的材料。
由于其独特的性能和广泛的应用领域，聚合物基复合材料成为现代工程领域中的重要材料之一。
本文将介绍聚合物基复合材料的相关知识点。
1. 聚合物基质的选择：聚合物基复合材料的性能主要取决于聚合物基质的选择。
常见的聚合物基质包括聚烯烃、聚酰胺、环氧树脂等。
不同的聚合物基质具有不同的化学性质和力学性能，因此在选择聚合物基质时需要考虑材料的具体应用需求。
2. 填料的选择：填料在聚合物基质中起到增强材料性能的作用。
常见的填料包括纤维、颗粒和珠状材料等。
填料的选择影响着复合材料的力学性能、耐热性和阻燃性等方面。
纤维增强材料可提供更高的强度和刚度，而颗粒和珠状填料则可改善材料的摩擦特性和耐磨性。
3. 增强材料的选择：增强材料在聚合物基质中起到增强材料性能的作用。
常见的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
不同的增强材料具有不同的强度和刚度特性，在选择增强材料时需要考虑材料的具体应用环境和要求。
4. 复合界面的设计：复合材料中的界面是指填料和基质之间的相互作用界面。
复合界面的设计可以影响材料的耐热性、粘合强度和耐化学腐蚀性等方面的性能。
在复合材料的制备过程中，通常会采用表面粗糙化、化学处理和界面改性等方法来改善复合界面的性能。
5. 制备工艺：制备工艺对于聚合物基复合材料的性能和结构有着重要影响。
常见的制备工艺包括手工层叠法、注塑成型、挤出成型、压制成型等。
不同的制备工艺决定了材料的成型精度、力学性能和表面质量等方面的特性。
6. 应用领域：聚合物基复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料、电子电气等领域。
其具有轻质高强度、耐腐蚀、隔热隔音等优势，在这些领域中发挥着重要作用。
例如，碳纤维增强复合材料在航空航天领域中被广泛应用于飞机结构件和卫星结构件等。
7. 未来发展趋势：随着科学技术的不断进步，聚合物基复合材料将继续得到发展和应用。
聚合物基复合材料的优势
聚合物基复合材料是由聚合物基质与纤维增强材料（如碳纤维、玻璃纤维等）或颗粒填充材料（如硅灰石、陶瓷等）组成的一种新型材料。
它的优势包括：
1. 轻质高强：由于纤维增强材料的加入，聚合物基复合材料具有轻质高强的特点，比传统材料如钢铁、铝等重量轻，但强度却更高。
2. 耐腐蚀：聚合物基复合材料的耐腐蚀性能很好，可以在恶劣环境下长期使用而不受到腐蚀和氧化的影响。
3. 抗疲劳：与金属材料相比，聚合物基复合材料的抗疲劳性能更好，可以在重复载荷下长期使用而不致疲劳断裂。
4. 自润滑：某些聚合物基复合材料中加入适当的固体润滑剂，可以在使用过程中自动释放出润滑剂，从而改善材料的摩擦性能和耐磨性。
5. 高温性能：某些聚合物基复合材料具有很好的高温性能，可以在高温环境下使用而不失效。
6. 成型性好：聚合物基复合材料易于成形，可采用热压、注
塑、挤出等多种加工方式，可以生产出各种形状和尺寸的复合材料制品。
7.热膨胀系数低：与金属相比，聚合物基复合材料的热膨胀系数较低，这意味着它们在温度变化时变形较小。
8.加工成本效益：尽管初始材料成本可能较高，但在生产过程中，聚合物基复合材料通过减少装配步骤、降低废料和能源消耗等方式，可以带来总体成本效益的提高。
9.环保可持续：某些类型的聚合物基复合材料可以使用可再生或回收资源制造，有助于实现可持续发展目标。
10美学效果：一些聚合物基复合材料可以通过染色或表面处理产生美观的效果，使其适合于建筑装饰和其他需要视觉吸引力的应用。
基于这些优势，聚合物基复合材料得到了广泛应用，包括航空航天、汽车、建筑、电子等领域，成为了一种重要的结构材料。
聚合物基复合材料
聚合物基复合材料摘要：聚合物基复合材料以其特有的性能近年来越来越受到人们的青睐。
本文简单的介绍了聚合物基复合材料，描述了其作为一种新材料的性能特点，并详细描述了其发展历史及应用。
关键词：聚合物、复合材料、应用、历史1、聚合物基复合材料复合材料是指：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。
(1) 复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。
（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。
（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相之间存在着界面。
分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。
聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。
聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。
而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。
纤维和基体之间的良好的结合，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。
实用PMC通常按两种方式分类。
一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。
如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。
这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。
通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料。
而聚合物基复合材料一般都具有以下特性：1. 比强度、比模量大。
聚合物材料研究进展与应用前景
聚合物材料研究进展与应用前景随着科学技术的快速发展，各种新型材料的研究不断涌现，其中聚合物材料是一种颇具优势的材料，它的性能越来越被人们所重视，逐渐成为材料科学领域中备受瞩目的热点。
本文将从聚合物材料的基本概念入手，介绍聚合物材料的特性与应用前景。
1. 聚合物材料的基本概念聚合物是由化学上相同或不同的单体分子在高温、辐射、催化剂或聚合物化物等诱导下，通过共价键连接而形成的高分子化合物，常见的聚合物材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
它具有高分子材料所独有的特性，如机械强度高、化学稳定性好、质量轻、成本低等，是一种优良的材料。
2. 聚合物材料的特性①机械性能较好聚合物材料的机械性能较好，主要表现在材料的抗压强度、抗拉强度、硬度等方面，尤其是在高温和低温等极端环境下，其强度表现更加突出。
此外，聚合物材料的伸长率较高，这意味着它能够承受较大的形变，从而防止材料的破裂。
②化学稳定性好聚合物材料的化学稳定性好是它受到青睐的另一大原因，因为它不容易被水分、氧气、酸碱等影响而发生变化，从而保持材料的完整性和性能稳定。
这种化学稳定性使得聚合物材料在医疗、食品等行业中得到广泛应用。
③质量轻相对于其他材料，聚合物材料质量较轻，这是由于聚合物分子由低分子化合物组成，而且分子量相对较小。
这对于场合对材料重量要求较高的行业，如航空航天、汽车制造等具有巨大的优势。
④成本低目前，聚合物材料的原材料生产已经得到了广泛应用，技术也得到了长足的发展，成本逐渐降低，使得聚合物材料整体成本变得较低，广泛应用于工业生产以及日常生活中。
3. 聚合物材料的应用前景由于聚合物材料具有上述多种特性，因此广泛应用于冶金、化工、石油、医疗、环保、航空航天、汽车制造、电器电子等领域，未来，聚合物材料将充分发挥其独特的优势，向以下几个方向得到广泛应用：①绿色环保随着人们对环境质量的不断关注和对低碳经济的推动，聚合物材料将更多地面向环保领域，例如利用聚合物材料制造燃料电池、太阳能电池、光催化复合材料等，减少污染和减缓气候变化。
聚合物基复合材料初稿1
聚合物基复合材料概述
（一）概念 聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，纤维类增强材 料为增强剂的复合材料。 纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。基 体材料由于其粘结性能好，把纤维牢固的粘结起来，同时， 基体又能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤 维承受压缩和剪切载荷。纤维和基体之间的良好的复合显 示了各自的优点，并能实现最佳结构设计，具有很多优良 的特性。 是结构复合材料中发展最早、研究最多，应用最广、规模 最大的一类复合材料。
指由高强度、高弹性模量的脆性颗粒作增强体
与韧性基体或脆性基体经一定工艺复合而成的多相材料。
颗粒增强复合材料的种类： 纳米微细硬颗粒弥散增强，微米颗粒增强。
复合材料的基本理论
弥散强化复合材料中弥散Байду номын сангаас粒种类
金属氧化物 碳化物 硼化物
复合材料的基本理论
颗粒增强复合材料的机理：
弥散分布基体中的硬颗粒可以有效地阻止 位错运动，产生显著的强化作用。
度和压缩强度。 ③介电性能：不饱和聚酯树脂的介电性能良好。
（2）化学性质
• 不饱和聚酯树脂耐水、稀酸的性能较好，耐稀碱的性能尚可，
但耐碱和耐有机溶剂的性能较差。树脂的耐化学腐蚀性能随其 化学结构和几何形状的不同有很大差异。
环氧树脂
• 环氧树脂（Epoxy resin）出现于20世纪30年代，由瑞士的 Pierre Castam和美国的 S.O.Greenlee首先合成. • 于40年代工业化
(2)优异的电绝缘性能和高频介电性能。玻璃钢是性能优异的工频绝缘材料。 同时具有良好的高频介电性能，可用作雷达罩的高频透波材料。 (3)良好的摩擦性能。碳纤维的低摩擦系数和自润滑性，其复合材料具有良 好的摩阻特性和减摩特性。 (4)优良的耐腐蚀性。 (5)有特殊的光学、电学、磁学的特性。
聚合物基复合材料
PLS
PLS
插层聚合
缩聚
加聚
聚合物 溶液分散
聚合物 熔融分散
聚合物/层状硅酸盐纳米复合物的结构和分类
从材料微观形态的角度，可以分成三种类型：
材料中粘土片层紧密堆积，分散相为大尺寸的颗粒状，粘土片层之间并无聚合物插入。
聚合物基体的分子链插层进入层状硅酸盐层间，层间距扩大，介于1-4nm，粘土颗粒在聚合物基体中保持“近程有序，远程无序”的层状堆积结构。可作为各向异性的功能材料
对相同尺寸和形状的梁进行振动试验的结果表明,对同一振动,轻合金梁需要9秒钟才能停止,而碳纤维复合材料梁只需2～3秒。
过载安全性
聚合物基复合材料的特性
在纤维复合材料中，由于有大量独立的纤维，在每平方厘米面积上的纤维数少至几千根，多达数万根。当过载时复合材料中即使有少量纤维断裂时，载荷就会迅速重新分配到未被破坏的纤维上，不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能力而断裂，仍能安全使用一段时间。
．酚醛玻璃钢 耐热性最好, <350℃长期使用，短期可达1000℃；电学性能好，耐烧蚀材料，耐电弧。性脆，尺寸不稳定，收缩率大，对皮肤有刺激作用。
玻璃钢采光板
玻璃钢汽车保险杠
玻璃钢型材
透光型玻璃钢
体育馆采光
赛艇、帆船壳体
2、GF增强热塑性塑料 (FR-TP) 特点：
车用立体声音响喇叭
纳米材料是指含有纳米结构的材料。尺度为1nm-100nm范围内的物质即为纳米物质。
Why nano? Why nanocomposite?
01
从界面角度:
是两相在纳米尺寸范围内复合而成,界面间具有很强的相互作用，产生理想的粘接性能.
从增强体角度:强度大，模量高
聚合物基复合材料
聚合物基复合材料聚合物基复合材料摘要：本文主要研究的是聚合物基复合材料的制备、性能、和应用。
聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组成的复合材料。
它有许多突出的性能：比强度大、比模量大；耐疲劳性能好；减振性好；过载时安全性好等。
聚合物基复合材料的结构和性能存在广泛的灵活关系，通过不同的工艺控制，可以形成不同的结构形态，从而获得目标性能。
关键词：聚合物基复合材料制备性能应用1、聚合物基复合材料的制备1.1.聚合物复合材料概述及其制备流程聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。
聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。
而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。
纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。
实用PMC通常按两种方式分类。
一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。
1.2.基体及其制备：基体是聚合物基复合材料的主要成分。
用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。
热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、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比。
热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分于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。
1.2.1热固性聚合物的制备热固性树脂是指在加热、加压下或在固化剂、紫外线作用下。
进行化学反应，交联固化成为不溶物质的一大类合成树脂。
这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时有发生化学反应而交联固化；有事放出一些副产物，如水等。
聚合物基复合材料重点内容
考试题型一、填空题〔1分*10题=10分〕二、判断题〔1分*6=6分〕三、名词解释〔4分*5=20分〕四、简答题〔8分*8题=64分，含1道计算题〕第一章聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展1.什么是复合材料？与金属材料相比有何主要差异？答：定义：复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
它既保持了原组分材料的主要特色，又通过符合效应获得原组分所不具备的的新性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并充分并联，从而获得新的优越性能，这与一般的简单的混合有本质的区别。
与金属材料的区别：2.复合材料有哪些优点？存在的主要问题是什么？答：优点：1〕比强度、比模量高；2〕耐疲劳性好，破损性能高；3〕阻尼减振性好：a.受力结构的自振频率除了与结构本身形状有关以外，还与材料的比模量平方根成正比；b.复合材料具有较高的自振频率，其结构一般不易产生共振；c.复合材料机体与纤维的界面有较大的吸收振动能量的能力，致使材料得振动阻尼很高，一旦振起来，也可在较短时间内停下来。
4〕具有多种功能性：a.瞬时耐高温性、耐烧蚀性好；b.优异的电绝缘性能和高频介电性能；c.良好的摩擦性能；d.优良的腐蚀性，维护本钱低；e.特殊的光学、电学、磁学的特性。
5〕良好的加工工艺性；6〕各向异性和性能的可设计性。
主要问题：工艺方法的自动化、机械化程度低，材料性能的一致性和产品质量的稳定性差，质量的检测方法不完善，破坏模式不确定和长期性能不确定，长期耐高温和环境老化性能不好等。
3.简述复合材料的组成。
界面为什么也是一个重要组成局部？答：复合材料是由基体材料和增强体材料构成的多项体系。
基体材料为连续相，按所用基体材料的不同，可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚合物基复合材料。
增强材料为分散相，通常为纤维状材料，如玻璃纤维、有机纤维等。
原因：界面也是重要组成局部的原因是因为增强相与基体相的界面区域因为其特殊的结构组成，这种结构对材料的宏观性能产生影响，因此也是不可缺少的重要组成局部。
第一章聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展-2-PPT精品文档
• 另一是CVD法，即把烃类化合物的热解碳沉积在增强体 上来进行复合，这种方法的碳基体是类似玻璃碳的热解碳。 碳/碳复合材料不耐氧化，所以有时需要加抗氧化涂层。
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第一章 聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
1.1 前言：
3、复合材料举例
印刷电路板(玻璃钢)，轮胎（纤维增强橡胶） 雷达罩（玻璃纤维增强树脂） 面广
料所没有的新性能。
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第一章 聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
1.2 复合材料简介
特征：
（1）微观上是非均相材料，组分材料间有明显的界面； （2）组分材料性能差异很大； （3）组成复合材料后性能有较大的改进； （4）组分材料的体积分数应大于10%。
三种基本的物理相：
（1）基体相：连续的
（2）增强相：分散的、被基体所包容
1.1 前言：
2、复合材料的意义 现代高科技的发展更是离不开复合材料。例如：火 箭壳体材料对射程的影响:
8
第一章 聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
碳/碳复合材料
以碳纤维或碳化硅纤维(或织物)为增强体，以碳为基体 的复合材料的总称。碳基复合材料有两种制备方法： • 一是浸渍法，即用增强体浸渍熔融的石油或沥青，再经 碳化和石墨处理，它的基体是石墨碳，呈层状条带结构，性 能是各向异性的。还有用增强体浸渍糠醇(呋喃甲醇)或酚醛 等热固性树脂，只经碳化处理，它的基体是玻璃碳，即无定 型碳结构，性能是各向同性的；
5
第一章 聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
1.1 前言：
二、 复合材料的提出
现代高科技的发展更紧密地依赖于新材料的发展；同 很明显，传统的单一材料无法满足以上综合要求，当 时也对材料提出了更高、更苛刻的要求。 前作为单一的金属、陶瓷、聚合物等材料虽然仍在不断日
复合材料概论第5章--聚合物基复合材料
• GFRP的突出特点是比重小、比强度高。比金属铝 轻而比强度比高级合金钢还高。“玻璃钢”这个名 称便由此而来。 • 还具有良好的耐腐蚀性，在酸、碱、有机溶剂、海 水中均很稳定，良好的电绝缘材料，电阻率和击穿 电压强度达到了电绝缘材料的标准，可做为耐高压 的电器零件。 • 不反射无线电波，微波透过性好，可制造扫雷艇和 雷达罩。具有保温、隔热、隔音、减振等性能。 • 缺点是刚性差。会因日光照射空气中的氧化作用、 有机溶剂的作用产生老化现象，比塑料要缓慢。玻 璃纤维增强环氧、酚醛、聚酯树脂除具有上述共同 的性能特点而外，各自有其特殊的性能。
• 5．玻璃纤维增强聚酯 • 聚酯作为基体材料主要有两种，一种是聚苯二甲酸乙二酯(代 号PET)，另一种为聚苯二甲酸丁二酯(代号PBT)。 • 未增强的纯聚酯结晶性高，成型时收缩率大，尺寸稳定性差 、耐温性差。质脆。用玻璃纤维增强后，机械强度比其他玻 璃纤维增强热塑性塑料均高，抗拉强度135-145MPa，抗弯强 度209-250MPa，耐疲劳强度达52MPa。耐热性提高最大， PET的热变形温度为85 ℃ ，PR-PFT为240 ℃ ，仍能保持机 械强度，是玻璃纤维增强热塑性塑料中耐热温度最高的一种 。耐低温度性能好，超过了FR-PA6，在温度高低交替变化时 ，机械性能变化不大；电绝缘性好，可制造耐高温电器零件 ；高温下耐老化性好，胜过玻璃钢，尤其是耐光老化性能好 ，所以使用寿命长。不足之处是在高温下易水解，使机械强 度下降。不适于在高温水蒸气下使用。
聚合物基复合材料
• 不足之处是在高温下易水解，使机械强度下降。不适于在 高温水蒸气下使用。
4.7.6 玻璃纤维增强聚甲醛
• 玻璃纤维增强聚甲醛(代号ＦＲ—POＭ) 聚甲醛是一种性能较好 的工程塑料，加入玻璃纤维后，不但起到增强的作用，而且耐 疲劳性和耐蠕变性有很大提高。高温下仍具有良好的耐蠕变性， 同时耐老化性也很好。但不耐紫外线照射，因此在塑料中要加 入紫外线吸收剂。
• GFRP在铁路上主要是用在造车生产中。 (4)GFRP在铁路运输上的应用 如内燃机车的驾驶室、车门、车窗、 座椅、车上的整体厕所等。 (6)GFRP在冶金工业中的应用 • 耐腐蚀性的容器、管道、泵、阀门等设备， GFRP烟囱
• 飞机上的雷达罩，机身、机翼、螺旋桨、 (7)GFRP在宇航工业中的应用 起落架、尾舵、门、窗等。GFEP在导弹 和火箭上的应用也很多。
• 2.玻璃纤维聚欧肢(代号P、It— IIA) 制造原为有色金属的轴承 舶承架、仍轮、精密机器零件、 电器零件、汽车零件等c在船舶制 造。
• 4．玻璃纤维增强聚碳酸酯(代号 FR—PC) 玻璃纤维增强聚碳酸酯 主要应用于机械工业和电器工业方 面，近年来在航空工业方面也有所 发展。
谢谢观赏
4.6.1玻璃纤维的结构
4.6.2玻璃纤维的性能特点
4.7.1 玻璃纤维增强聚丙烯
• 玻璃纤维增强聚丙烯(代号FR—PP) 特点是机械强度大大提高， 当短切玻璃纤维增加到30％—40％时，其强度达到顶峰，抗拉 强度达到100MPa。 • 吸水率很小，是聚甲醛和聚碳酸酯的十分之一。在高温、高浓 度的强酸、强碱中会使机械强度下降。在有机化合物的浸泡下 会降低机械强度，并有增重现象。
4.8 玻璃纤维增强塑料的应用
• 4.8.1 玻璃纤维增强塑料(GFRP)的应用
聚合物复合材料
聚合物复合材料本文旨在介绍聚合物复合材料的概念和重要性，以及展示本文的目的和结构安排。
聚合物复合材料是由两种或更多种不同类型的材料组合而成，其中聚合物（或高分子）是主要基质。
这种材料的特点是相对轻量、高强度、良好的耐腐蚀性以及可塑性强。
聚合物复合材料具有广泛的应用领域，例如航空航天、汽车工业、建筑和电子行业等。
本文的目的是介绍聚合物复合材料的基本概念，包括材料的组成和制备过程。
同时，还将探讨聚合物复合材料在不同领域中的应用，并介绍其在可持续发展和环保方面的优势。
文章结构安排如下：引言聚合物复合材料的概念和特点聚合物复合材料的制备过程聚合物复合材料的应用领域聚合物复合材料的可持续发展和环保优势结论聚合物是一种由大量相同或不同的小分子单元通过共价键结合而成的高分子化合物。
它们可以具有多种不同的结构和性质，适用于各种应用领域。
分子结构聚合物的分子结构由一个或多个重复单元组成。
重复单元由不同的化学基团构成，这些基团可以决定聚合物的性能和用途。
聚合物可以是线性的、支化的或交联的，这取决于它们的分子结构。
分子结构聚合物的分子结构由一个或多个重复单元组成。
重复单元由不同的化学基团构成，这些基团可以决定聚合物的性能和用途。
聚合物可以是线性的、支化的或交联的，这取决于它们的分子结构。
聚合反应聚合反应是将小分子单元组合成大分子聚合物的过程。
这一过程涉及到聚合单体分子之间的共价键形成。
聚合反应的类型可以包括加成聚合、缩聚聚合和开环聚合等。
聚合反应聚合反应是将小分子单元组合成大分子聚合物的过程。
这一过程涉及到聚合单体分子之间的共价键形成。
聚合反应的类型可以包括加成聚合、缩聚聚合和开环聚合等。
聚合反应聚合反应是将小分子单元组合成大分子聚合物的过程。
这一过程涉及到聚合单体分子之间的共价键形成。
聚合反应的类型可以包括加成聚合、缩聚聚合和开环聚合等。
聚合反应聚合反应是将小分子单元组合成大分子聚合物的过程。
这一过程涉及到聚合单体分子之间的共价键形成。
聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
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玻璃钢简介
如按工艺特点来分，有手糊成型、层压成型、RTM法(树脂 传递模塑成型技术)、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。
目前世界上使用最多的成型方法有以下四种。 ① 手糊法：主要使用国家有挪威、日本、英国、丹
行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品 种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的 性能要求。
2.玻璃钢产品，制作成型时的一次性: 只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方
法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地 完成，避免了金属材料通常所需要的二次加工，从而 可以大大降低产品的物质消耗，减少了人力和物力的 浪费。
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增强纤维的类型
(1)碳纤维 (2)玻璃纤维 (3)有机纤维 (4)硼纤维 (5)碳化硅 (5)混杂纤维
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玻璃钢简介
以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑 料，称为玻璃纤维增强塑料，或称为玻璃钢。 (国际公认的缩写符号为GFRP)
由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯 玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。
1.3 复合材料的命名及分类
按基体材料类型命名：
金属基复合材料、无机非金属基复合材料、聚合物基 复合材料
以增强纤维的类型来命名：
玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、混杂复合材料
例：
➢ 玻璃/环氧复合材料：玻璃纤维环氧树脂复合材料 （环氧玻璃钢）
➢ 碳/金属复合材料：碳纤维和金属基体构成的复合材料 ➢ 碳/碳复合材料（C/C复合材料）：碳纤维和碳基体构成 的复合材料
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第一章 聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展
聚合物基复合材料
聚合物基复合材料聚合物基复合材料第二节聚合物基复合材料（PMC）1.1聚合物基体1.2PMC界面1.3PMC制备工艺1.4PMC性能与应用聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。
聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。
而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。
纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。
实用PMC通常按两种方式分类。
一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。
如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。
这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。
通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料(FRP)，而为各种目的加入各种填料的高分子材料不在这里论及。
1.1聚合物基体聚合物基体是纤维增强塑料的一个必需组分，在复合材料成型过程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程，与增强纤维复合成具有一定形状的整体。
因而基体性能直接影响复合材料性能。
基体的主要作用包括将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均匀；决定复合材料的一些性能。
如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等；决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择；保护纤维免受各种损伤。
此外对复合材料一些性能有重要影响，如纵向位伸、尤其是压缩性能，疲劳性能，断裂韧性等。
1、分类用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。
热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、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比。
海洋工程聚合物基复合材料
海洋工程聚合物基复合材料
海洋工程聚合物基复合材料是指以聚合物为基体，添加不同的增强材料、填料和添加剂，通过复合加工制备出具有高强度、高刚度、耐腐蚀等性能的材料。
该类材料在海洋工程领域中应用广泛，主要包括船舶、海上风电、海洋油气开发等方面。
其中，玻璃纤维增强聚酯复合材料是目前应用最为广泛的材料之一。
海洋工程聚合物基复合材料具有重量轻、抗腐蚀、抗紫外线等特点，能够有效降低海洋工程设施的维护成本和改善设施的使用寿命，对于推动海洋工程的可持续发展具有重要意义。
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