热固性聚合物基复合材料介绍

定义：环氧基，固化反应，不溶、不熔三维空间网状结构。 制备：大部分由双酚A和环氧氯丙烷进行缩聚的产物。
识别：燃烧情况是慢慢燃烧、火焰黄色有黑烟、并喷溅黄色 火星，由刺鼻酚气味，燃烧处变黑。
分类: 缩水甘油醚类wenku.baidu.comF、S、A；酚醛；肪族；溴代）缩水甘油酯 类、缩水甘油胺类、脂环族环氧树脂、环氧化烯烃类、新型 环氧树脂（海因环氧树脂、酰亚胺环氧树脂）
4、国内飞机结构及航天结构用碳纤维复合材料的基体 垂尾壁板T300/4211 前机身T300/LWR-1 直升机旋翼T300/YEW-7808
酚醛树脂实验制作视频
常见的PF黑色 制品，燃烧难， 火焰黄色火化， 酚味，并有强 烈的甲醛味， 发生开裂现象。
酚醛树脂耐高温视频（氧炔焰中心温度3000多度）
2、氨基塑料
酚醛塑料应用与性能
制作隔音材料、隔热材料等 耐火材料、摩擦材料
具有氨基的有机物（脲、三聚氰胺或 苯胺）与醛类化合物，缩聚。
脲醛树脂扣
脲醛树脂制作马桶盖
2、胶粘剂中用量最大的品种.
3、灯罩、插座、麻将牌，围棋子、象棋子等（硬度、密度、 耐溶剂，颜色）。 4、泡沫材料、微胶囊等。
（2）三聚氰胺（MF、MPF）Melamine-formaldehyde resin (MF)、Melamine-phenol-formaldehyde resin (MPF)
以脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂为主。
（1）脲醛塑料（UF）Urea-formaldehyde Resin（电玉）
1920年开始应用，无色透明， 有机玻璃，易龟裂，耐水性不好。
1929年德国的IG公司，工业化生 产，胶合板和木材胶粘剂，模塑材 料。 价格较低，耐水性和耐热性不如酚醛树脂。
应用： 1、耐水性和介电性能要求不高的制品，如插线板、开关、 机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便 桶盖，餐具。
涂料、装饰板、模塑材料、胶粘剂、泡沫、微胶囊等。
性能
密度，g/cm3 吸水率，% 收缩率，% 拉西格流动性，mm 马丁耐热，℃ 冲击强度，kJ/m2 弯曲强度，MPa
脲醛 树脂 1.5 0.5 0.6 175 100 8.0 100
MF
1.5 0.15 0.4-0.5 110-119 130 7.0 88
• 功能特点： • 1、工作方便且生产效率高 • 2、定位精度高、合模准确 • 3、自动化 • 4、圆盘2、3、4站可选 • 5、30，000
台湾 宜得世 60,000
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1、用刚性无机填料,橡胶弹性体、热塑性树脂单体和热致性 液晶(TLCP)聚合物等第二相来增韧改性。
热塑性树脂贯穿增韧
二、热固性复合材料的制备与成型
手糊成型 注射成型 模压成型
袋压成型 缠绕成型
成 投 规 形状 操作 周 效 性能
本资 模
期率
其他
低 小 大 复杂 人工 长 低 与工作人员的 材料广；结构能制成
技术有关
夹层；设计易改变
低 大 大 复杂 半机 短 高 制品整体效果 污染大；固化不均匀；
械
好，强度差 有气泡。
2、用热塑性树脂连续贯穿于热固性树脂网络中,形成半互穿网 络聚合物(S-IPN)来增韧改性
热塑性树脂架桥增韧
四、常见的热固性聚合物基体
1、酚醛树脂（PF）(电木)
合成：过量的甲醛和苯酚进行缩聚反应，在氨或氢 氧化钠碱性催化作用下，生成热固性PF树脂。 区分：热塑性PF
淡黄色至红棕色透明 粘稠液体
性能： 电绝缘、无毒 耐热性、耐酸性好 无色、半透明 坚硬、耐刮伤
氨基树脂的应用： 1、绝缘材料、餐具。 2、粘合剂、涂料、织物和纸张处 理剂等。 3、色彩鲜艳的塑料制品。 4、航空、电器、建筑等部门，装 饰材料、隔热、隔音材料。
3、环氧树脂（EP）
1940年，瑞士的汽巴公司（CIBA）和美国的SHELL公司开始 工业化生产，胶粘剂和涂料，用途广泛。
1938年瑞士汽巴公司首先获得三聚氰胺的制造专利。 1951年日本开始工业化生产。（无色透明）
三聚氰胺甲醛树脂的反应历程、树脂结构及固化方式都 和脲醛树脂基本相同。
三聚氰胺与甲醛发生加成反应，生成羟甲基衍生物（配 比→1-6，3为主）。 无色透明
在沸水中稳定、耐高温、自熄性、抗电弧性、来源广泛、价 格低廉
低 大 大 杆 机械 短 高 轴向性能优异 制品横断面恒定
一般的热固性塑料加工流程图（注射成型）
热固与热塑：工艺程序相同，但工艺参数条件不同。 常用注塑成型注塑机：柱塞式、螺杆式（混炼性、塑化性）
特点
•效率高 •压力和流量可调 •系统噪声低 •寿命长 •密封可靠
•具有手动、半自动两 种工作模式。
性能： 醚键、羟基、苯→电绝缘、粘合、加工性能优异、稳 定、收缩率低、强度高、价格低。
应用： EP 基体是应用最普遍的树脂基体。 1、印刷电路的线路板 2、高压管道和压力容器中和建筑结构工程中补强。
环氧树脂胶
环氧树脂固化剂
3、涂料（自流平地板、 金属板上的喷粉）、
环氧树脂类油漆、胶类、 封装剂
环氧树脂 led封装剂
一、热固性聚合物的定义 （Thermosetting Polymer）
线形聚合物在加热条件下发生了交联反应， 形成了网状或体型结构，成型后再加热时不能 熔融塑化，也不溶于溶剂，这类聚合物称为热 固性聚合物。
一个化学反应
三个特征
线性（加工前）
交联型（加工后）
热固性聚合物基复合材料， 又称热固性纤维增强塑料， 是用短切的或连续纤维及其 织物增强热固性树脂基体, 经复合而成。
热固性聚合物基复合材料介绍
Thermosetting Polymer-based Composites
一 热固性聚合物的定义（Define） 二 热固性聚合物基复合材料的制备与成型 三 热固性树脂的增韧方法及其增韧机理 四 常见的热固性聚合物基体 五 热固性聚合物基复合材料废弃物回收利用 六 热固性聚合物基复合材料发展方向
低 大 中 简单 机械 短 高 成品美观尺寸 程序复杂可一次成型。
小
准确重复性好
各向同性孔隙 少
低 小 大 复杂 半机 短 高 好 械
低 大 大 回转 机械 短 高 产品准确度高 技术要求严；表面有
体
且质量稳定 凹陷的制品不能缠绕。
热压罐成 型
拉挤成型
低 大 大 简单 机械 短 高 质量高
结构不简单