热固性树脂基复合材料应用及发展

科 技 论 坛
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热 固性 树脂 基 复合材料 应用及发展
陈春 露
（ 哈 尔滨 玻 璃 钢研 究 院 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ １ ） ０ ３ ６ ）
摘 要： 树脂基复合材料在应 用发展 中经过不 断的创新研 究 ， 在科技的 支持下热 固性树脂基复合材料在很 多领域都进行 了应 用， 比 如在航 空航 天、 运动 器材 、 电子产品等领域 ， 都进行 了广泛的应 用。热 固性树脂基材料在应用 中不断的加 大科技 力量的投 入并且在应 用 中， 不断的扩 大应 用的领域及 范围。本 文将 对热 固性树 脂基符合材料的应用及 发展进行综合的 阐述 ， 在 其应用的 范围包括 工业上 ， 电子 上， 运动器材 上等 多个方面都会具体的介绍 ， 并对其 未来的发展 进行 了一 定的规 划及展 望， 在未 来的发展 中， 将 不仅仅局 限于本文所介 绍 的这些应用领域 ， 将会扩大到更大的范围进行应 用， 并在应 用 中充分的运 用现代的 高科技技 术 关键词 ： 热 固性 ； 树 脂基 ； 材料 ； 科 技 热 固性复合材料 是应用 十分广泛 的一种 复合 型材料 ， 这种材料 提高这类产 品的稳定性 ， 加 入一定的化学产 品对苯二 酚 ， 这样 就能 是经过复合 而成 ， 我国通常称其 为玻 璃钢 ， 这种复合材料其应 用 的 实现快 速固定 的效果 。 这样在应用中其范 围就 明显 的扩大了。并且 范 围非常广 ， 在许 多的高科技产 品中都要被广泛 的应 用 ， 并且 起着 在应用中充分 的体现 了热同性树脂基材料的可研究发展性 。 促进了 不可替代的作用 。 其在大型客运飞机的应 用中 ， 不仅减轻了重量 ， 还 这 种 材 料 的广 泛 应 用 。 优化 了飞机 的性能 ， 减 轻 了飞机 在飞行过程 中的阻碍 ， 热 固性 树脂 ２ ． ２ 酚醛 树 脂 基 复合 材料在通过科学技术 的不断研究深入正不断 的进行优化 ， 在 酚醛树脂可分为热塑性 酚醛 和热 固性酚醛两种 。其特点是工艺 优 化后进行使用 时， 将会 更加 的体 现出这种 材料性能及作用 。热 固 成熟 、 成本低 、 电绝缘性能好 、 耐湿热性 、 耐腐蚀性 均佳 。 缺点主要是 性 树脂基 复合材料是一种极具开发潜力 的材料 ， 所以在以后的开发 收缩率大 、 挥发性强 、 对环境影响大。它的应用也十分广泛， 可用于 应用 中 ， 将会有更大的进展 ， 应用的领域也将 会更广泛 。 电子 、 电气丁业 、 汽车制造 、 机械 工业， 还用于生产优 质胶合板 和铜 １ 热 固 性 树脂 基体 复 合材 料 的应 用 版 纸 。 为 了 改 善 酚醛 树脂 的 电性 能 和韧 性 ， 国 内外 提 出 了 多种 改性 １ ． １热 固性树脂基复合材料在航 空航 天领域 中的应用 方法， 主要包括 ： （ １ ） 烷基 酚甲醛树脂 ； （ ２ ） 植物油改性酚醛树脂 ； （ ３ ） 橡胶 民用航 空材料方面 由于采用环氧基碳纤 维增 强材料， 带来 非常 改性酚醛 ； （ ４ ） 聚酯改性 酚醛 ； （ ５ ） 环氧改性 酚醛等 ； 也有聚酰胺改性酚 明显 的性价 比。 欧洲空 中客车公 司提 ｍ更 多地用轻质高强材料使机 醛的报 道。这些 改性 方法 取得 ｒ良好的效果 ， 使酚醛树脂这一 古老 身减重 ３ ０ ％， 整个飞行成本可降低 ４ ０ ％。空客的储备技术还说 明， 机 树脂体 系又焕发 出生机。目前 国内已能生产耐高温性能十分优 良的 也开发 出水溶性酚醛 。为了减少酚醛树脂制造过程 中甲 身达到减重 １ ５ ％ ， 成本 可下降 １ ５ ％的 目 标 。利用 纤维缠绕工艺制造 酚醛树 脂， 的环氧基 固体发 动机罩耐腐 蚀 、 耐高温 、 耐 辐射， 而且密度 小 、 刚性 醛 、 苯酚 的排放， ｝ 肖除对环境 的影 响， 现在正在研究新型技术， 如 生物 好、 强度高 、 尺寸稳定 。再如导弹弹头和卫星整流罩 、 宇宙飞船 的防 催 化 技 术 ， 以代 替 甲醛 牛 产 酚醛 树 脂 。 热材料 、 太 阳 能 电池 阵基 板 都 采 用 了环 氧基 及环 氧 酚 醛 基 纤 维 增 强 ２ ． ３ 环 氧 树脂 材料 。 环 氧树脂具有一 定的优 良性 能 ， 在应用 中工艺 性好 、 应用范 围 广、 绝缘性 高 、 较好 的机 械性能等诸多优点 ， 在这些优点下 ， 不仅发 １ ． ２热固性树脂 基复合材料 在能源工业方而的应用 随着我 国能源 的不断 开发利用 ， 在能源 的利朋 中 ， 也 ｍ现 了一 展快 ， 应， 旰 Ｊ 性 也高 。罔内现有环氧树脂 的品种不下几十种 ， 多为液体 定 的危机 ， 为促进我 国能 源的综合利用 ， 在新 能源的开发利用 中， 热 树脂， 已开发成功多类具有不 同固化温度 的固化剂， 大大拓展 了环氧 如粘度较高 、 流动 固性树脂基复合材料在能源的工业 中得 到了广泛 的应用 。 在制造发 树脂 的应用范 同。然而环 氧树脂还存在一些缺点， 电机 、 绝缘 品时都有效 的利用 了热 固性 的树脂 基复合材料 ， 这种材 性差等 。 为了提高其性能， 周内外均开展 了大量的工作。 主要的研究 选择或研制新型耐热环氧树脂或用其他耐热树脂来改性 ； 料不仅 在我 国被广泛 的利用 ， 在 国外 的应用 中更是很广泛 ， 复合材 方 向为 ： 料属于清洁能源 。在工业 能源的应用 中其潜力将是 巨大的 。 改 进树 脂配方， 使环 氧树脂具有某些特殊性能 ， 并改善工艺 ； 选择研 １ ． ３热固性树脂基复合材料在 电子工业 中的应用 制新型 同化剂， 改善配胶 Ｔ艺和性能， 另外同内外也有用纳米材料技 用复合性的材料制作 电子产 品材料 的种类有 很多 ， 但是 随着科 术改善成型 丁艺来提 高性能撤 果 卓著 。 技 的不 断发展 ， 对新能源 的不断研究创新 ， 热 同性树脂 基符合材料 ２ ． ４ 聚 酰 胺 ｆ Ｐ Ｉ ） 已在制作 电子产品的应用进行 了广泛 的应用 。 环氧基玻璃纤维覆铜 典 型的聚酰 亚胺 的合 成是通过 将芳香二酐 与芳 香二胺 反应形 在进一步脱水环化成 Ｐ Ｉ 。根据不同的二酐和二胺， 得到 箔板是一个重要 的电子产品。我 国台湾 占全球产品总量 的一半 。俞 成 聚酰眩酸， 湾 电子企业西移 大陆￣ Ｈ ３ ． Ｌ 出 口及满足国 内市场需求， 激发 了大 陆电 了多种 Ｐ Ｉ 树脂， 它们 的 ｒ ｒ ｇ 一 ・ 般在 ２ ３ ０ ～ ２ ７ ５ ， 在高 温使 用胶粘剂 中具 子业的发展 。 有最大值。但该类 Ｐ Ｉ 溶解性极差， ～・ 般需在聚酰胺酸阶段直接浸渍 纤维制成预浸料 且由于需在高温脱水 的缺陷， 限制 了它 的发展 。近 １ ． ４ 热固性树 脂基 复合材料在体育用 品方面的应用 随着热 固性树脂基复合材料 的应用 ， 在体育运 动上许 多运 动员 来 同外又推…了新型的 Ｐ Ｉ 体 系， 即加成型 Ｐ Ｉ 。 该Ｐ Ｉ 聚合时先通过低 然后 在高温下 活性端基发生加成反应得 到。固化物具有 的运动 器材都是 由这种 材料制造 的， 如滑雪板 、 羽毛球拍 、 赛车、 Ｆ １ 巾温脱水， 行车等 。在热固性树脂基 在体育器材 的广泛应用 Ｌ， 各地 Ｉ 也纷纷 很高的耐热性， 可在 ３ ０ ０长期使用 。 建设 了生产热 固性树脂基符合 材料 的体育器 材的制造 基地 ， 并且我 结 束 语 从本文 的综 合 阐述 来看 ，在对 热固性树脂基复 合材料 的应用 国由国家 田径协会 引导 ，还在上海成立 了专门的体育器 材研究 巾 一 ｔ ｌ ， ， 并联合 了多家生产热 固性树 脂基材料 的企业共 同开展 ， 这样不 中， 不仅其产 品具备优 异的性能 ， 还是 一种极具有开发潜力 的新材 这种材料的开发应用 ， 非常受 国内外的重视。 我国在对这种材料 仅促进我 国体育运动器材 的不 断创新发展 ， 还促进我 国热 固性树脂 料 。 的应用 中 ， 为提高其应 用的性能 ， 热同性树脂基复合材料将 不断的 基符合材料 的研究发展。 ２ 热 固性 基 体 树 脂 的 研 究 进 展 应用先进的科学技术 ， 推动复合型材料 的应用发展 。并在未来的应 用 中， 也将会越来越广泛 ， 相信 随着科技 的不 断发展 ， 在对热固性树 ２ ． １不饱 和聚酯树脂 这种类型的树脂 是属于复合型 的树脂材料 ， 在引发剂 和热 的作 脂基材料的综 合研发 中， 存Ｆ Ｉ 后 的应用将会越来越广泛。 用 中发生 了一定的反应而制成的一种 聚合物 。 这种产品有很 多的优 参 考 文献 １ １张纪奎 郦正能， 关志 东， 程 小全， 王 军． 热 固性 复合材料 固化过程 点， 不仅存放 的时间长 ， 粘度也较小 ， 价格低廉 等诸 多特点 ， 在应用 『 中不容易挥发 ， 收缩率大 。 为改善这种材 料的性能 ， 促 进其 更好 的应 三 维有限元模拟 和变形预测ｌ Ｊ １ ． 复合材料学报 。 ２ ０ ０ ９ （ １ ） ． 用。 通过科学技术 的不断研究 ， 已经制定 出很多可行性 的方案 。 为了