高分子基复合材料4
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① 无规分散（弥散）增强结构 （含颗粒、晶须、
短纤维）(randomly oriented) ② 连续长纤维单向增强结构（单向板）(aligned) ③ 层合(板)结构(二维织布或连续纤维铺层，每层 不同)(laminate) ④ 三维编织体增强结构(braided fabric or filament winding) ⑤ 夹 层 结 构 （ 蜂 窝 夹 层 等 ） (sandwich constructure) ⑥ 混杂结构(hybrid constructure)
iii) 制备过程中伴有聚集态结构转变及取向、结晶等物理现象
(2) 增强体
主要有碳纤、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维等 由于树脂基体与增强体相容性、浸润性较差， 增强体多经过表面处理与表面改性，以及浸润剂、 偶联剂和涂复层的使用，使其组成复杂化。
复合材料的结构(structure of composites)
4. 界面上力的传递与残余应力
有一定结合强 度 的 界 面 （层），可在 基体与增强体 之间进行
a. 力的转递 b. 力的分配 c. 基体或增强 体破坏过程中的 应力再分配
组合力学性能
在复合材料未受外力时，界面上仍存在应力或应力分布， 这就是“残余应力”。残余应力来源：
① 增强相与基体相热膨胀系数的不匹配
复合材料的 破坏与失效
复合材料的破坏机制则是上述 5 种基本破坏形式的组合与综合 体现的结果。
6. 复合材料的界面理论(The Interface Theories) （1）界面设计与控制的概念(design and control of interlayer) 界面具有双重功能 ① 传递应力，需要一定界面结合强度，但不是愈高愈好 ② 界面破坏。界面结合适度，界面破坏形式愈丰富，能量 耗散愈多。高的界面粘接强度，不一定带来材料整体的高强度 和高韧性。 在脆性纤维 - 脆性基体复合体系中，强的界面结合往往导 致各组元相中及相间的应力集中和脆性断裂、破坏形式单一， 不涉及界面破坏，其能量耗散仅限于产生新的断裂表面。材料 易突然失效或发生灾难性破坏。弱的界面结合强度有时能带来 材料整体高的力学强度和韧性。弱的界面结合可以发生多种界 面破坏形式（如纤维拔出、脱粘、应力再分配等），从而消耗 大量的外界功，提高材料的强度和韧性，避免脆性断裂或灾难 性破坏。
ii ) 具有一定厚度的界面相（层），其组成、结构、 性能随厚度方向变化而变化，具有“梯度”材料的性能
特征
iii) 界面的比表面积或界面相的体积分数很大（尤其是 纳米复合材料）界面效应显著：复合材料复合效应
产生的根源
iv) 界面缺陷形式多样（包括残余应力）(residual stress)， 对复合材料性能影响十分敏感
2.2.3 玻璃纤维的物理和化学性质
1. 物理性质 A： 外观是表面光滑的圆柱体，纤维间抱合力小，不利于与树 脂粘结 B：影响玻璃纤维强度的因素
i）直径越细，强度越高
ii）存放时间越长，强度越低（老化现象），原因是玻纤表 面的微裂纹易吸附各种气体、水蒸气、易发生表面反 应。老化程度取决于玻纤对大气中水分等的稳定性。 iii）耐磨性差，怕打折
PMC界面区域(interface zone of PMC)示意图 1-外力场； 2-树脂基体；
3-基体表面区；
4-相互渗透区； 5-增强剂表面区； 6-增强剂
3. 复合材料界面结构与性能特点 i) 非单分子层，其组成、结构形态、形貌十分复杂、 形式多样。界面区至少包括：基体表面层、增强体表
面层、基体/增强体界面层三个部分
复 合 材 料
开发海洋
与空间
挖掘尚未被利 用的能源 使基础设施 延长寿命
耐高压、耐海水腐蚀的深海勘探装臵 （碳纤维增强树脂装臵已潜入海下1000m） 海上石油平台、空间站、航天器等 镁（轻量、阻尼性能好，力学性能差） 颗粒增强或晶须增强，扩大应用范围 野生植物、无机矿物、电厂烟囱煤灰
基础设施建设的重要性 高性能纤维增强混凝土，取代钢筋
本课程讲授内容
聚合物基复合材料用增强材料
聚合物基复合材料用基体（热塑性、热固性）
热固性复合材料成型工艺
热塑性复合材料成型工艺
第二章 增 强 材 料
2008.8
2.1 概述
1. 增强材料是复合材料的主要组成部分，性能优越。
作用：提高基体树脂的强度、硬度、模量、耐热及耐磨性、
减少成型收缩率。 2. 增强材料分类： 无机增强材料：Gf、Cf、Bf、晶须、石棉、金属纤维、
② 相与相之间的弹性系数不匹配，相内的应力分布不均 ③ 成型过程中，由高温-室温、由化学和物理变化引起的各
组元体积收缩的不同，如：基体固化、聚集态转变、晶
相转变等 ④ 层合板中，由铺层方向不同所带来的层间残余应力（层 合板的翘曲） ⑤ 流变过程中，组元间的塑性变形差异引起的流变残余应 力
5. 复合材料界面破坏机制(interface failure of composites) （1）破坏的来源
⑤
束缚层理论
聚合物基复合材料的应用
1) 对信息技术提供服务
信息处理
芯片封装
信息获得
敏感器件
电路板
信息存储
磁记录
换能材料
复合材料
光记录
信息传播
光导纤维 导波管
信息执行
机械动作 高强高刚
2) 对提高人类生活质量做出贡献
衣
纺织机械
食
蔬菜大棚
住
建筑材料
行
交通工具
复合材料
改善舒适性
轻质高强、隔音隔热 墙体门窗、整体洁具 飞机车辆、大小船舰 高速列车的车体结构
2.2.1 玻璃纤维的化学组成
1. 主要是SiO2、BO3、CaO（降低拉丝温度）、Al2O3（提高 耐水性） 2. 成分不同，Gf的生产工艺和性质不同，如： 硅酸盐玻璃（以SiO2为主）
硼酸盐玻璃（以BO3为主）
2.2.2 玻璃纤维的分类
按含碱量（碱性氧化物含量）分 ＞12%，有碱玻纤（A玻纤） 6-12%， 中碱玻纤 2-6%， 低碱玻纤 ＜2%， 无碱玻纤（E玻纤） 含碱量越高，玻璃越易熔、易抽丝、产品成本越低，但玻纤强度低 按用途分： S：高强玻璃纤维，用作结构材料的增强 D：低介电纤维，电绝缘性及透波性好，用于雷达材料 C：耐酸玻璃纤维，用于耐腐蚀件和蓄电池套管 E：无碱玻璃纤维 G：抗碱玻璃纤维 A：普通有碱玻璃纤维
引入相的“连通性”概念，理论上可将复合材料结构划分 为 0-3型、1-3型2-2型、2-3型、3-3型等几种典型结构
三维编织纤维结构
三维正交非织造的纤维结构
(a)非线性法平面增强 (b) 一种开式格状结构 (c）一种柔性结构
管、容器的螺旋缠绕平面缠绕线型
各种玻 璃夹层 结构
单向及准各向同性板的铺层结构
提高安全性
抗冲韧性、吸收能量 汽车保险杠轿车底板 自诊断机敏复合材料 高层建筑抗地政灾害
提高健康水平
修复植入人造器官 成分设计、调整应力 生物相容性 人工关节、夹骨板
3) 在解决资源短缺与能源危机方面的贡献
开发新能源与 节约能源
提高太阳能的转换率（光电池、框架） 风力发电装臵（大型化的叶片、支柱） 核燃料（铀分离转子）；潮汐发电
4）在治理环境中可起的作用
复合材料
降低污染
整体近净成形 降低原材料用量 节约加工能耗 延长设施寿命 功能膜支撑网格 碳纤维缠绕气瓶 废水治理厂管道
利用废弃物
材料互补 矿渣 木屑 废塑料 麦杆 稻草 野生植物
“绿色”材 料
自然降解 提高性能 利用天然纤维 透明农膜 一此性餐具 降解后变为 肥料或饲料
因此，要求界面： ①. 适宜的粘接强度 ② 最佳的界面结构和状态 ③ 与界面相联系的理想的微观破坏机制 这就是所谓界面设计与界面控制的基本概念
（2）界面理论
① ② ③ ④ 浸润理论 化学键理 优先吸附理 可变形层理论 每一理论只能部分解 释某些现象或某些结 果。都有一定局限性。 实际的界面现象复杂 的多，需多方面、多 角度加以分析。迄今， 未能建立一个统一的 界面响应理论模型。 界面分子充分接触 粘接，作用力
2. 复合材料的界面形成过程
PMC 、 MMC 、 CMC 、 C/C 等复合材料体系对界面要求各 不相同，它们的成型加工方法与工艺差别很大，各有特点， 使复合材料界面形成过程十分复杂，理论上可分为三个阶段。 （1）第一阶段：增强体表面预处理或改性阶段。 i) 界面设计与控制的重要手段 ii) 改性层成为最终界面层的重要组成部分 iii) 为第二阶段作准备 （2）第二阶段：增强体与基体在一组份为液态（或粘流态） 时的接触与浸润过程 i) 接触—吸附与浸润—交互扩散—化学结合或 物理结合。化学结合可看作是一种特殊的浸 润过程 ii) 界面形成与发展的关键阶段
聚合物基复合材料（ PMC）的组成
(1) 基体 热固性基体(thermosetting matrix)： i) 熔体或溶液粘度低，易于浸渍与浸润，成型工艺性好 ii) 交联固化后成网状结构，尺寸稳定性好耐热性好，但性脆
iii) 制备过程伴有复杂化学反应
热塑性基体(thermoplastic matrix)： i) 熔体粘度大，浸渍与浸润困难，需较高温度和压力下成 型，工艺性差 ii) 线性分子结构，抗蠕变和尺寸稳定性差，但韧性好
（3）第三阶段：液态（或粘流态）组分的固化过程，即凝
固或化学反应 i) 界面的固定（亚稳态、非平衡态） ii) 界面的稳定（稳态、平衡态） 在复合材料界面形成过程中涉及：
i) 界面间的相互臵换：如，润湿过程是一个固液界面臵换固-气表面的过程 i i) 界面间的相互转化：如，固化过程是固-液 界面向固-固界面转化的过程 后处理过程：固-固界面自身完善与平衡的过程
(Al2O3)f、SiC)f
有机增强材料：Kevlar纤维、聚苯并双噁唑纤维、UHMPE
纤维、聚酯纤维、棉、麻、纸等。
玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维
低档 高档 中档
20～40元/Kg 600～1000元/ Kg 200～400元/ Kg
(SiC)f
Bf 金属和陶瓷基
( Al2O3)f
金属丝
聚合物基复合材料用增强材料所具备的特征
(3). 电性能
碱玻璃电绝缘性差，随温度、湿度↗，绝缘性↘。
无碱玻璃电绝缘性好。
混杂复 合材料 的混杂 类型
复合材料的界面(interface of composites)
1. 基本概念和界面现象 基本概念：相、界面、表面、界面相（层）、表面张力、界面能 接触角、粘附功 界面来自百度文库象：① 表面吸附作用与浸润 ② 扩散与粘结（含界面互穿网络结构） ③ 界面上分子间相互作用力（范氏力和化学键合力）
基体内、增 强体内和层 面 层 上 均 存 在力场或外界环 微裂纹和缺陷按本身的 规律发展，并消散能量 在 微 裂 纹 、 境（如介质、水） 气孔、内应 力
（2）破坏形式
i) 基体断裂 ii) 纤维断裂 5种基本破坏形 iii) 纤维脱粘 式 iv) 纤 维 拔 出 ( 摩 ——————— 擦功) → v) 裂纹扩展与偏 转 5种形式 ———— → 综合体现
1. 能明显提高基体所需的某种性能（如高比强度、比模量、 尺寸稳定性、耐热性等） 2. 具有良好的化学稳定性 3. 与树脂有良好的浸润性，并能形成良好界面粘结
4. 价廉
2.2 玻璃纤维
玻璃纤维即纤维状的玻璃，结构与玻璃相同，是目前用量 最大的一类纤维。价格便宜，拉伸强度高，防火防霉。在纤维 增强塑料（FRP）中的用量一般为20-80%，缺点是脆性大、 不耐磨，易受机械损伤。
3. 玻纤性能
(1).力学性能 • 抗拉强度：比块玻璃高一个数量级； 直径d↘, 强度↗；长度↗，强度↘。 • 弹性模量：与铝相当，为钢的1/3倍。 因密度低（～2.5），比模量高。 • 断裂延伸率：低 （～3% ）
(2).热学性能
• 导热系数：比块玻璃低1～2个数量级 • 耐热性：普通Na-Ca-Si玻纤 < 500℃; 耐热玻纤(石英，高硅氧) <1200℃
2. 化学性质
i) 玻纤直径越小，耐化学介质性能越弱 ii) 玻纤化学组成影响其化学性能。 SiO2含量越高，玻纤的化学稳定性越好；碱金属氧化 物含量越高，玻纤化学稳定性降低。 增加氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛含量，能提高 玻纤的耐酸性；增加氧化硅、氧化钙、氧化锆、氧化锌含 量，能提高玻纤的耐碱性能；增加氧化铝、氧化锆、氧化 钛含量，可以提高玻纤的耐水性能。
短纤维）(randomly oriented) ② 连续长纤维单向增强结构（单向板）(aligned) ③ 层合(板)结构(二维织布或连续纤维铺层，每层 不同)(laminate) ④ 三维编织体增强结构(braided fabric or filament winding) ⑤ 夹 层 结 构 （ 蜂 窝 夹 层 等 ） (sandwich constructure) ⑥ 混杂结构(hybrid constructure)
iii) 制备过程中伴有聚集态结构转变及取向、结晶等物理现象
(2) 增强体
主要有碳纤、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维等 由于树脂基体与增强体相容性、浸润性较差， 增强体多经过表面处理与表面改性，以及浸润剂、 偶联剂和涂复层的使用，使其组成复杂化。
复合材料的结构(structure of composites)
4. 界面上力的传递与残余应力
有一定结合强 度 的 界 面 （层），可在 基体与增强体 之间进行
a. 力的转递 b. 力的分配 c. 基体或增强 体破坏过程中的 应力再分配
组合力学性能
在复合材料未受外力时，界面上仍存在应力或应力分布， 这就是“残余应力”。残余应力来源：
① 增强相与基体相热膨胀系数的不匹配
复合材料的 破坏与失效
复合材料的破坏机制则是上述 5 种基本破坏形式的组合与综合 体现的结果。
6. 复合材料的界面理论(The Interface Theories) （1）界面设计与控制的概念(design and control of interlayer) 界面具有双重功能 ① 传递应力，需要一定界面结合强度，但不是愈高愈好 ② 界面破坏。界面结合适度，界面破坏形式愈丰富，能量 耗散愈多。高的界面粘接强度，不一定带来材料整体的高强度 和高韧性。 在脆性纤维 - 脆性基体复合体系中，强的界面结合往往导 致各组元相中及相间的应力集中和脆性断裂、破坏形式单一， 不涉及界面破坏，其能量耗散仅限于产生新的断裂表面。材料 易突然失效或发生灾难性破坏。弱的界面结合强度有时能带来 材料整体高的力学强度和韧性。弱的界面结合可以发生多种界 面破坏形式（如纤维拔出、脱粘、应力再分配等），从而消耗 大量的外界功，提高材料的强度和韧性，避免脆性断裂或灾难 性破坏。
ii ) 具有一定厚度的界面相（层），其组成、结构、 性能随厚度方向变化而变化，具有“梯度”材料的性能
特征
iii) 界面的比表面积或界面相的体积分数很大（尤其是 纳米复合材料）界面效应显著：复合材料复合效应
产生的根源
iv) 界面缺陷形式多样（包括残余应力）(residual stress)， 对复合材料性能影响十分敏感
2.2.3 玻璃纤维的物理和化学性质
1. 物理性质 A： 外观是表面光滑的圆柱体，纤维间抱合力小，不利于与树 脂粘结 B：影响玻璃纤维强度的因素
i）直径越细，强度越高
ii）存放时间越长，强度越低（老化现象），原因是玻纤表 面的微裂纹易吸附各种气体、水蒸气、易发生表面反 应。老化程度取决于玻纤对大气中水分等的稳定性。 iii）耐磨性差，怕打折
PMC界面区域(interface zone of PMC)示意图 1-外力场； 2-树脂基体；
3-基体表面区；
4-相互渗透区； 5-增强剂表面区； 6-增强剂
3. 复合材料界面结构与性能特点 i) 非单分子层，其组成、结构形态、形貌十分复杂、 形式多样。界面区至少包括：基体表面层、增强体表
面层、基体/增强体界面层三个部分
复 合 材 料
开发海洋
与空间
挖掘尚未被利 用的能源 使基础设施 延长寿命
耐高压、耐海水腐蚀的深海勘探装臵 （碳纤维增强树脂装臵已潜入海下1000m） 海上石油平台、空间站、航天器等 镁（轻量、阻尼性能好，力学性能差） 颗粒增强或晶须增强，扩大应用范围 野生植物、无机矿物、电厂烟囱煤灰
基础设施建设的重要性 高性能纤维增强混凝土，取代钢筋
本课程讲授内容
聚合物基复合材料用增强材料
聚合物基复合材料用基体（热塑性、热固性）
热固性复合材料成型工艺
热塑性复合材料成型工艺
第二章 增 强 材 料
2008.8
2.1 概述
1. 增强材料是复合材料的主要组成部分，性能优越。
作用：提高基体树脂的强度、硬度、模量、耐热及耐磨性、
减少成型收缩率。 2. 增强材料分类： 无机增强材料：Gf、Cf、Bf、晶须、石棉、金属纤维、
② 相与相之间的弹性系数不匹配，相内的应力分布不均 ③ 成型过程中，由高温-室温、由化学和物理变化引起的各
组元体积收缩的不同，如：基体固化、聚集态转变、晶
相转变等 ④ 层合板中，由铺层方向不同所带来的层间残余应力（层 合板的翘曲） ⑤ 流变过程中，组元间的塑性变形差异引起的流变残余应 力
5. 复合材料界面破坏机制(interface failure of composites) （1）破坏的来源
⑤
束缚层理论
聚合物基复合材料的应用
1) 对信息技术提供服务
信息处理
芯片封装
信息获得
敏感器件
电路板
信息存储
磁记录
换能材料
复合材料
光记录
信息传播
光导纤维 导波管
信息执行
机械动作 高强高刚
2) 对提高人类生活质量做出贡献
衣
纺织机械
食
蔬菜大棚
住
建筑材料
行
交通工具
复合材料
改善舒适性
轻质高强、隔音隔热 墙体门窗、整体洁具 飞机车辆、大小船舰 高速列车的车体结构
2.2.1 玻璃纤维的化学组成
1. 主要是SiO2、BO3、CaO（降低拉丝温度）、Al2O3（提高 耐水性） 2. 成分不同，Gf的生产工艺和性质不同，如： 硅酸盐玻璃（以SiO2为主）
硼酸盐玻璃（以BO3为主）
2.2.2 玻璃纤维的分类
按含碱量（碱性氧化物含量）分 ＞12%，有碱玻纤（A玻纤） 6-12%， 中碱玻纤 2-6%， 低碱玻纤 ＜2%， 无碱玻纤（E玻纤） 含碱量越高，玻璃越易熔、易抽丝、产品成本越低，但玻纤强度低 按用途分： S：高强玻璃纤维，用作结构材料的增强 D：低介电纤维，电绝缘性及透波性好，用于雷达材料 C：耐酸玻璃纤维，用于耐腐蚀件和蓄电池套管 E：无碱玻璃纤维 G：抗碱玻璃纤维 A：普通有碱玻璃纤维
引入相的“连通性”概念，理论上可将复合材料结构划分 为 0-3型、1-3型2-2型、2-3型、3-3型等几种典型结构
三维编织纤维结构
三维正交非织造的纤维结构
(a)非线性法平面增强 (b) 一种开式格状结构 (c）一种柔性结构
管、容器的螺旋缠绕平面缠绕线型
各种玻 璃夹层 结构
单向及准各向同性板的铺层结构
提高安全性
抗冲韧性、吸收能量 汽车保险杠轿车底板 自诊断机敏复合材料 高层建筑抗地政灾害
提高健康水平
修复植入人造器官 成分设计、调整应力 生物相容性 人工关节、夹骨板
3) 在解决资源短缺与能源危机方面的贡献
开发新能源与 节约能源
提高太阳能的转换率（光电池、框架） 风力发电装臵（大型化的叶片、支柱） 核燃料（铀分离转子）；潮汐发电
4）在治理环境中可起的作用
复合材料
降低污染
整体近净成形 降低原材料用量 节约加工能耗 延长设施寿命 功能膜支撑网格 碳纤维缠绕气瓶 废水治理厂管道
利用废弃物
材料互补 矿渣 木屑 废塑料 麦杆 稻草 野生植物
“绿色”材 料
自然降解 提高性能 利用天然纤维 透明农膜 一此性餐具 降解后变为 肥料或饲料
因此，要求界面： ①. 适宜的粘接强度 ② 最佳的界面结构和状态 ③ 与界面相联系的理想的微观破坏机制 这就是所谓界面设计与界面控制的基本概念
（2）界面理论
① ② ③ ④ 浸润理论 化学键理 优先吸附理 可变形层理论 每一理论只能部分解 释某些现象或某些结 果。都有一定局限性。 实际的界面现象复杂 的多，需多方面、多 角度加以分析。迄今， 未能建立一个统一的 界面响应理论模型。 界面分子充分接触 粘接，作用力
2. 复合材料的界面形成过程
PMC 、 MMC 、 CMC 、 C/C 等复合材料体系对界面要求各 不相同，它们的成型加工方法与工艺差别很大，各有特点， 使复合材料界面形成过程十分复杂，理论上可分为三个阶段。 （1）第一阶段：增强体表面预处理或改性阶段。 i) 界面设计与控制的重要手段 ii) 改性层成为最终界面层的重要组成部分 iii) 为第二阶段作准备 （2）第二阶段：增强体与基体在一组份为液态（或粘流态） 时的接触与浸润过程 i) 接触—吸附与浸润—交互扩散—化学结合或 物理结合。化学结合可看作是一种特殊的浸 润过程 ii) 界面形成与发展的关键阶段
聚合物基复合材料（ PMC）的组成
(1) 基体 热固性基体(thermosetting matrix)： i) 熔体或溶液粘度低，易于浸渍与浸润，成型工艺性好 ii) 交联固化后成网状结构，尺寸稳定性好耐热性好，但性脆
iii) 制备过程伴有复杂化学反应
热塑性基体(thermoplastic matrix)： i) 熔体粘度大，浸渍与浸润困难，需较高温度和压力下成 型，工艺性差 ii) 线性分子结构，抗蠕变和尺寸稳定性差，但韧性好
（3）第三阶段：液态（或粘流态）组分的固化过程，即凝
固或化学反应 i) 界面的固定（亚稳态、非平衡态） ii) 界面的稳定（稳态、平衡态） 在复合材料界面形成过程中涉及：
i) 界面间的相互臵换：如，润湿过程是一个固液界面臵换固-气表面的过程 i i) 界面间的相互转化：如，固化过程是固-液 界面向固-固界面转化的过程 后处理过程：固-固界面自身完善与平衡的过程
(Al2O3)f、SiC)f
有机增强材料：Kevlar纤维、聚苯并双噁唑纤维、UHMPE
纤维、聚酯纤维、棉、麻、纸等。
玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维
低档 高档 中档
20～40元/Kg 600～1000元/ Kg 200～400元/ Kg
(SiC)f
Bf 金属和陶瓷基
( Al2O3)f
金属丝
聚合物基复合材料用增强材料所具备的特征
(3). 电性能
碱玻璃电绝缘性差，随温度、湿度↗，绝缘性↘。
无碱玻璃电绝缘性好。
混杂复 合材料 的混杂 类型
复合材料的界面(interface of composites)
1. 基本概念和界面现象 基本概念：相、界面、表面、界面相（层）、表面张力、界面能 接触角、粘附功 界面来自百度文库象：① 表面吸附作用与浸润 ② 扩散与粘结（含界面互穿网络结构） ③ 界面上分子间相互作用力（范氏力和化学键合力）
基体内、增 强体内和层 面 层 上 均 存 在力场或外界环 微裂纹和缺陷按本身的 规律发展，并消散能量 在 微 裂 纹 、 境（如介质、水） 气孔、内应 力
（2）破坏形式
i) 基体断裂 ii) 纤维断裂 5种基本破坏形 iii) 纤维脱粘 式 iv) 纤 维 拔 出 ( 摩 ——————— 擦功) → v) 裂纹扩展与偏 转 5种形式 ———— → 综合体现
1. 能明显提高基体所需的某种性能（如高比强度、比模量、 尺寸稳定性、耐热性等） 2. 具有良好的化学稳定性 3. 与树脂有良好的浸润性，并能形成良好界面粘结
4. 价廉
2.2 玻璃纤维
玻璃纤维即纤维状的玻璃，结构与玻璃相同，是目前用量 最大的一类纤维。价格便宜，拉伸强度高，防火防霉。在纤维 增强塑料（FRP）中的用量一般为20-80%，缺点是脆性大、 不耐磨，易受机械损伤。
3. 玻纤性能
(1).力学性能 • 抗拉强度：比块玻璃高一个数量级； 直径d↘, 强度↗；长度↗，强度↘。 • 弹性模量：与铝相当，为钢的1/3倍。 因密度低（～2.5），比模量高。 • 断裂延伸率：低 （～3% ）
(2).热学性能
• 导热系数：比块玻璃低1～2个数量级 • 耐热性：普通Na-Ca-Si玻纤 < 500℃; 耐热玻纤(石英，高硅氧) <1200℃
2. 化学性质
i) 玻纤直径越小，耐化学介质性能越弱 ii) 玻纤化学组成影响其化学性能。 SiO2含量越高，玻纤的化学稳定性越好；碱金属氧化 物含量越高，玻纤化学稳定性降低。 增加氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛含量，能提高 玻纤的耐酸性；增加氧化硅、氧化钙、氧化锆、氧化锌含 量，能提高玻纤的耐碱性能；增加氧化铝、氧化锆、氧化 钛含量，可以提高玻纤的耐水性能。