纺织复合材料3课件

硼纤维 增强塑料
聚芳酰胺 纤维增强
金属基、 陶瓷基复合材料
分类
按聚合物的特性可分为树脂基复合材料和橡胶基复合材 料，树脂基复合材料又分为热固性树脂基复合材料和热 塑性树脂基复合材料；
根据增强剂的类型，又可分为玻璃纤维增强塑料，碳纤 维增强塑料，芳纶纤维增强塑料，硼纤维增强塑料等；
按增强纤维在复合材料中的分布状态，聚合物基复合材 料又可分为连续纤维和不连续纤维增强复合材料，单向 铺层及多向铺层复合材料等。
二、分类
聚合物基体
热塑性基体
热固性基体
烯烃 聚酰胺 聚乙烯
乙烯共聚物 聚丙烯 聚苯乙烯
改性聚苯乙烯 聚氯乙烯
聚碳酸酯
聚醚砜 聚醚醚酮
呋喃树脂 有机硅树脂
聚苯醚 环氧树脂 酚醛树脂 聚酰亚胺树脂 不饱和
聚砜
甲阶树脂 不溶性 顺
聚苯硫醚
乙阶树脂 丙阶树脂
可溶性 改性
二
橡胶
常用的橡胶基体有天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、丁基胶、 丁腈胶、乙丙橡胶、聚丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶等。
三、分类
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二、 性能特点 • A．比强度大，比模量大； • B．耐疲劳性能好； • C. 减震性好； • D．耐烧蚀性能好; • E．工艺性好; • F. 可设计性; • G. 热膨胀系数低，尺寸稳定.
4.1.2 聚合物基体 (Polymer matrix)
一、基体的主要作用包括: (1) 将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间
b．热塑性预浸料制造
热塑性复合材料(FRTP) 预浸料制造，按照树 脂状态不同，分为预 浸渍技术和后浸渍技 术两大类。预浸渍技 术包括溶液预浸和熔 融预浸两种.
热塑性预浸料的有关定义：
(1)溶液预浸:将热塑性高分子溶于适当的溶剂中，使其可以 采用类似于热固性树脂的湿法浸渍技术进行浸渍，将溶剂 除去后即得到浸渍良好的预浸料.
橡胶基复合材料所用的增强材料主要是长纤维，常用的 有天然纤维、人造纤维、合成纤维、玻璃纤维、金属纤维 等。近年来已有晶须增强的轮胎用于航空工业。
橡胶基复合材料与树脂基复合材料不同，它除了要具有 轻质高强的性能外，还必须具有柔性和较大的弹性。纤维 增强橡胶的主要制品有轮胎、皮带、增强胶管、各种橡胶 布等。纤维增强橡胶在力学性能上介于橡胶和塑料之间， 近似于皮革。
预混料是指由不连续纤维浸渍树脂或与树脂混合后所形 成的较厚的片状、团状或粒状半成品，包括片状模塑料 (SMC，GMT)、团状模塑料(BMC)和注射模塑料(IMC)。
(2) 各种技术制造的FRTP预浸料结构
a．热固性预浸料的制备
根据浸渍设备或制造方式不同，热固性FRP预 浸料的制造分轮鼓缠绕法和阵列排铺法；按浸 渍树脂状态分湿法(溶液预浸法)和干法(热熔预 浸法)。
2.掌握碳基复合材料的制备和应用性能；
3.了解混杂复合材料的特性和应用性能；
4 .了解功能复合材料、生体复合材料和智能 复合材料的特点。
4.1 Polymer matrix composites 4.1.1 概述(Outline)
一、 发展历史
玻璃钢纤维 增强尼龙
玻璃钢纤维 增强塑料
碳纤维 增强塑料
a. SMC及BMC制造
b. GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)及IMC制造
（1）制造GMC的工艺分两类：熔融浸渍法和悬浮浸渍法
（2）溶液预浸的优缺点:
三、高性能热塑性树脂的基本结构
4.1.3 Polymer matrix composites’ production method
一、复合材料工艺的特点 (1)材料的形成与制品的成型是同时完成的;应科学地制
订工艺规范，合理确定固化温度,压力、保温时间等工 艺参数，这些参数主要决定于选用的树脂体系。工艺 过程中对工艺参数的控制直接影响制品的性质;
Lay up
(Auto Trimming)
Steel plate Scourer
(C.C.L)
Trimming
(Manumotive Trimming)
Inspection
Packing
1 预浸料及预混料制造方法
(1) 定义
预浸料通常是指定向排列的连续纤维(单向、织物)等浸 渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品。
(2)复合材料的成型比较方便;树脂交联化前具有一定的 流动性，纤维很柔软，依靠模具容易形成要求的形状 和尺寸。有的复合材料可以使用廉价简易设备和模具， 不用加热和加压。
二、聚合物基复合材料的制造技术
Production Flow Chart
(Raw material)
Varnish (glass Mixing fabric)
传递载荷，并使裁荷均衡； (2) 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； (3) 决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择； (4) 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。
第四章 纤维复合材料及其制造方法 (6学时)
第一节 聚合物基复合材料 第二节 碳基复合材料
第三节 混杂纤维复合材料 第四节 其他复合材料
上一章
Chapter 4 Polymer matrix composites and production method
Learning Objectives
1.了解聚合物复合材料的制造方法和基本性 能;
(2)熔融预浸: 将熔融态树脂由挤出机挤到特殊的模具中浸渍 连续通过的纤维束或织物，是为熔融预浸。原理上，这是 一种最简单和效率最高的方法;
(3)性能评价 评价和选择预浸料要考虑如下参数：纤维与基体类型，预 浸料规格(厚度、宽度、单位面积重量等)，性能指标(如树 脂含量、粘性、凝胶时间等)。
(3) 预混料的制造
Kraft paper Trimming
Copper foil (OPP film) slicer
(Prepreg cutting) Impregnation
(Prepreg) (Export roll packing
prepreg separates bundle)
Lamination Cool down Break-down C.C.L