复合材料工艺与设备考点整理

复合材料工艺与设备考点整理

济南大学复材1108

1、复合材料广义的定义是什么？

CM是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。

2、按照基体不同复合材料怎么分类？

树脂基复合材料，无机非金属基复合材料，金属基复合材料

3、复合材料性能的主要决定因素有哪些？

（1）增强材料的性能、含量及分布情况；

（2）基体材料的性能及含量；

（3）界面的结合情况。

4、复合材料的主要性能特点有哪些？

（1）轻质高强

（2）可设计性好

（3）工艺性能好

5、手糊成型工艺的优缺点有哪些？

手糊成型工艺的优点：

（1）不受尺寸、形状的限制；

（2）设备简单、投资少；

（3）工艺简单；

（4）可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；

（5）产品树脂含量高，耐腐蚀性能好

手糊成型工艺的缺点:

（1）生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；

（2）产品性能稳定性差；

（3）产品力学性能较低。

6、简述不饱和聚酯树脂的固化原理。

固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类单体（如苯乙烯）进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交联成三维网状的体型大分子结构。

7、不饱和聚酯树脂固化有哪几步反应形式？

链引发，链增长，链终止

8、苯乙烯交联剂的优缺点是什么？

•优点：

粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。

•缺点：

沸点较低（145℃），易挥发，有一定毒性，对人体有害。

•用量对性能的影响：

苯乙烯用量过多：胶液稀，操作时易流胶；制品固化收缩率大。

苯乙烯用量过小：树脂胶液粘度大，不易使用；同时固化不完全，制品的软化温度低。用量一般在30～40％。

9、过氧化物引发剂的特性指标有哪几个？具体含义是什么？

活性氧含量；临界温度；半衰期

活性氧含量：表明可以产生自由基量的指标。

临界温度：是过氧化物具有引发活性的最低温度。引发剂的临界温度应低于固化温度。 半衰期：在给定的条件下，引发剂分解一半所需时间表明引发剂的反应速度。 10、什么是固化剂？

能使引发剂降低分解活化能，降低引发温度的物质称为促进剂。 11、夹层结构为什么具有刚度大的特点？

原因：材料的挠度与其厚度的3次方成正比，如果把厚度为h 的玻璃钢从中间等分，夹上2h 的芯材，厚度变为3h ，其刚度增加到原来刚度的27倍。

12、影响蜂窝夹层结构的主要因素有哪些，如何影响

（1）含胶量对性能的影响：含胶量高，蜂窝强度高，容重也大。 （2）玻纤布对性能的影响：厚度大，强度高，容重也大。 （3）蜂窝尺寸的影响：蜂窝尺寸的，容重小，强度也小。

（4）蜂窝高度的影响：蜂窝高度大，制品刚度提高，弯曲强度提高，压缩强度降低。 13、怎样区分硬质，半硬质，软质泡沫塑料？

区分方法：将泡沫塑料压缩，使其形变达到50%时减压，然后观察其残余变形量：变形量大于10%称为硬质泡沫塑料，在2%~10%之间称为半硬质泡沫塑料，小于2%称为软质泡沫塑料。

14、简述泡沫塑料的发泡方法?

物理发泡法：将惰性气体在高压下使其溶于熔融聚合物或糊状聚合物中，然后升温减压，使气体膨胀发泡；利用低沸点液体蒸汽化而发泡；在塑料加入中空微球后，经固化而成泡沫塑料。

机械发泡法：采用机械方法，将气体混入聚合物中形成泡沫，然后通过固化或凝固获得泡沫塑料。

化学发泡法:一是依靠原料组分相互反应生产气体，形成泡沫结构；二是借助化学发泡剂分解产生气体，形成泡沫结构。

15、简述短纤维模压料制备工艺流程。

16、简述树脂溶液粘度对短纤维模压料质量的影响。

降低胶液粘度有利于树脂对纤维浸渍，并可减少捏合过程的强度损失；粘度过低，在预混过程中会导致纤维离析，影响树脂对纤维的粘结。 17、什么是模压料的收缩性，由哪几种收缩组成?

模压制品从模具中脱出后尺寸减小的特性称为模压料的收缩性。由制品的热收缩（物理收缩）和结构收缩（化学收缩）组成。

18、简述MgO,CaO 对SMC 的增稠机理。 增稠机理：

两个阶段：第一阶段 金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基—COOH 进行酸碱反应，生成碱式盐。

树脂调配

↓

玻璃纤维→热处理→切割→ 蓬松→混合→撕松→烘干→模压料

C

O OH

+

MO

C O OMOH

碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加

第二阶段： 碱式盐与聚酯分子中的酯基（氧原子）以配位键形成络合物

聚酯分子量成倍提高，粘度上升而增稠。

第一阶段反应对于达到熟化粘度的时间有决定性意义，是分子质量提高和络合反应的基础。 第二阶段反应对于加速稠化，提高最终熟化粘度有重要作用。 19、SMC 低收缩添加剂的作用机理是什么？

镁盐的络合反应

C O OH +

M(OH)2C

O OMOH

+

H 2O

C O OMOH +

C HO O C

O OMO

C

O C O OMOH +

C HOMO O C O

OMOMO

C

O MgO 和MgOH 的碱式盐不进行此脱水反应， CaO 和CaOH 碱式盐可继续进行此脱水反应。

Ca 盐的络合反应