材料力学电子教案PPT课件
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酸酐相比，改进了邻苯型 聚酯中由于两个酯基靠的太近而引起的相互排斥 作用所带来的酯基稳定性问题，从而提高了树脂 的耐蚀性和耐热性，此外还提高了树脂的韧性。 但其价格昂贵，所以应用较少。
对苯二甲酸与间苯二甲酸相似，用对苯二甲酸制 得的聚酯树脂有较好的耐蚀性和韧性，但这种酸 活性不大，合成时不易反应，应用不多。
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21
最常用的交联剂是苯乙烯
CH CH2
优点 缺点
蒸与气树压脂较及高各，种沸辅点助较组低分(有14很5好℃的)，相易于 挥容发性，；有与一不定饱气和味聚，酯造树成脂施进工行条共件聚较差， 应时采，取能一形定成的组劳分动均保匀护的措共施聚。物目；前原，一 些料国易家得提，出价应格把低苯廉乙，烯有在利空于气降中低的树含量 降脂低和到玻l0璃0p钢p制m品以的下成。本。
它性能如电性能、耐燃性能等，
可选用适当树脂满足需要；此外
该树脂颜色浅，可制成浅色、半
透明或透明的玻璃钢制品。
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9
(3)品种多，适应性广。 (4)价格较低。
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10
缺点 (1)固化时体积收缩率较大; (2)贮存有一定期限，一般为半年; (3)施工时有一定气味。
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11
主要原料
（1）二元醇
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23
（5）阻聚剂
在自由基聚合反应里，一些微量物质的加入，可 以在一定时间范围内延缓或减慢聚合的速度，这 类物质称为阻聚剂。阻聚剂通常在缩聚反应结束 后加入，可避免在较高温度下树脂与苯乙烯单体 混溶时发生凝胶，延长树脂溶液产品的贮存期。
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l，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结 晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相容，并且它的 价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二 元醇。
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14
其它可用的二元醇 OH
OH
CH2 CH2 O CH2 CH2
一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性；
一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐腐蚀性；
新戊二醇——可改进树脂的耐腐蚀性，特别是耐
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3
目前,常用的热固性树脂是不饱和聚酯树脂、酚醛 树脂和环氧树脂。它们成为复合材料中的基体都 需要经过一个固化过程。它们均有自己的重要的 测试指标。
例如不饱和聚酯树脂的酸值和羟值、酚醛树脂的 游离酚含量、以及环氧树脂的环氧值和氯含量。
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4
其中,不饱和聚酯树脂是最常用的基体材料，一般是 由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的 线型聚合物，在树脂分子中同时含有重复的不饱和 双键和酯键。
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O
CH2 C C O CH3 CH3
用甲基丙烯酸甲酯作交联剂，因其折射率较低，接 近玻璃纤维的折射率，并具有良好的耐蚀性，故主 要用于制造透明玻璃钢制品。
缺点
沸点较低(100℃一101℃)，挥发性大，
价格较高，和聚酯树脂中不饱和双键的
共聚倾向小，产物交联度较低，结构较
疏松且制品表面硬度也较低。
碱性和水解稳定性。
CH3
HO CH2 C CH2 OH
CH3
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（2）不饱和二元酸
不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸提供。 树脂中的不饱和酸愈多，双健比例愈大，则树脂固化时 交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂固 化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。为改 进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和 饱和二元酸混合使用。
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含氯和含溴的饱和二元酸，可以用来制造阻燃 树脂。它的缺点是所得树脂随着时间的延长而 逐渐变得有色、发暗。
用脂肪族二元酸，如己二酸和癸二酸部分替代 上述饱和二元酸，可增加所得树脂的柔韧性和 耐冲击性，但一般不单独使用。
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（4）交联剂
交联剂除在固化时能同树脂分子链发生交联产 生体型结构的大分子外，还起稀释剂的作用， 形成具有一定粘度的树脂溶液。
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16
顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸是最常用的不饱和酸。 由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点，并且反应时 可以少缩合出一分子水，故用得更多。
反丁烯二酸是顺酸的反式异构体，虽然顺酸在高 于180℃缩聚时，几乎完全可以异构化而变成反 式结构，但用反丁烯二酸制备的的树脂有较高的 软化点和较大的结晶倾向性。
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顺酐
苯酐
不饱和聚酯
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6
由于这样得到的不饱和聚酯是一种固体或半固体 状态，而且不能很好地交联成为性能良好的体型
结构产物。因此在生产后期，还必须经苯乙烯稀
释形成具有一定粘度的树脂溶液。
使用中再加入固化剂等物质，使苯乙烯单体和不 饱和聚酯分子中的双键发生自由基共聚反应，最 终交联成为体型结构的树脂。
17
（3）饱和二元酸
加入饱和二元酸的主要作用是有效地调节聚酯分子 链中双键的间距，此外还可以改善与苯乙烯的相容 性。
为减少或避免树脂的结晶问题，可将邻苯二甲酸酐 作为饱和二元酸来制备不饱和聚酯树脂，所得的树 脂与苯乙烯的相容性好，有较好的透明性和良好的 综合性能。此外，邻苯二甲酸酐原料易得，价格低 廉，因此是应用最广的饱和二元酸酐。
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优点
(1)工艺性能优良。在室温下具有适宜的粘度， 可以在室温下固化，常压下成型，固化过程中无 小分子形成，因而施工方便，易保证质量，并可 用多种措施来调节它的工艺性能。
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8
(2)固化后的树脂综合性能良好。
力学性能略低于环氧树脂,但优于 酚醛树脂；耐腐蚀性能,如树脂品 种选用适当，优于环氧树脂；其
（2）不饱和二元酸 （3）饱和二元酸
（4）交联剂
（5）阻聚剂
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(1)二元醇
OH OH CH2 CH2
乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对
称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便
限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使
用，而同其它二元醇结合起来使用。
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OH OH CH2 CH CH3
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第3章 聚和物基体测试技术
3.1热固性树脂 3.2热塑性树脂
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2
3.1热固性树脂
复合材料主要是由增强材料和基体材料组成的。 其中基体材料分为树脂、金属及无机非金属三大 类。而树脂基体又可分为两类：一类为热固性树 脂，另一类为热塑性树脂。
在成形前，热固性树脂多呈液态，热塑性树脂多 呈粉粒状。这两类树脂差别很大，其测试技术也 各不相同。
对苯二甲酸与间苯二甲酸相似，用对苯二甲酸制 得的聚酯树脂有较好的耐蚀性和韧性，但这种酸 活性不大，合成时不易反应，应用不多。
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最常用的交联剂是苯乙烯
CH CH2
优点 缺点
蒸与气树压脂较及高各，种沸辅点助较组低分(有14很5好℃的)，相易于 挥容发性，；有与一不定饱气和味聚，酯造树成脂施进工行条共件聚较差， 应时采，取能一形定成的组劳分动均保匀护的措共施聚。物目；前原，一 些料国易家得提，出价应格把低苯廉乙，烯有在利空于气降中低的树含量 降脂低和到玻l0璃0p钢p制m品以的下成。本。
它性能如电性能、耐燃性能等，
可选用适当树脂满足需要；此外
该树脂颜色浅，可制成浅色、半
透明或透明的玻璃钢制品。
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(3)品种多，适应性广。 (4)价格较低。
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缺点 (1)固化时体积收缩率较大; (2)贮存有一定期限，一般为半年; (3)施工时有一定气味。
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主要原料
（1）二元醇
2021
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（5）阻聚剂
在自由基聚合反应里，一些微量物质的加入，可 以在一定时间范围内延缓或减慢聚合的速度，这 类物质称为阻聚剂。阻聚剂通常在缩聚反应结束 后加入，可避免在较高温度下树脂与苯乙烯单体 混溶时发生凝胶，延长树脂溶液产品的贮存期。
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l，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结 晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相容，并且它的 价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二 元醇。
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其它可用的二元醇 OH
OH
CH2 CH2 O CH2 CH2
一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性；
一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐腐蚀性；
新戊二醇——可改进树脂的耐腐蚀性，特别是耐
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目前,常用的热固性树脂是不饱和聚酯树脂、酚醛 树脂和环氧树脂。它们成为复合材料中的基体都 需要经过一个固化过程。它们均有自己的重要的 测试指标。
例如不饱和聚酯树脂的酸值和羟值、酚醛树脂的 游离酚含量、以及环氧树脂的环氧值和氯含量。
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其中,不饱和聚酯树脂是最常用的基体材料，一般是 由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的 线型聚合物，在树脂分子中同时含有重复的不饱和 双键和酯键。
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O
CH2 C C O CH3 CH3
用甲基丙烯酸甲酯作交联剂，因其折射率较低，接 近玻璃纤维的折射率，并具有良好的耐蚀性，故主 要用于制造透明玻璃钢制品。
缺点
沸点较低(100℃一101℃)，挥发性大，
价格较高，和聚酯树脂中不饱和双键的
共聚倾向小，产物交联度较低，结构较
疏松且制品表面硬度也较低。
碱性和水解稳定性。
CH3
HO CH2 C CH2 OH
CH3
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（2）不饱和二元酸
不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸提供。 树脂中的不饱和酸愈多，双健比例愈大，则树脂固化时 交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂固 化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。为改 进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和 饱和二元酸混合使用。
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含氯和含溴的饱和二元酸，可以用来制造阻燃 树脂。它的缺点是所得树脂随着时间的延长而 逐渐变得有色、发暗。
用脂肪族二元酸，如己二酸和癸二酸部分替代 上述饱和二元酸，可增加所得树脂的柔韧性和 耐冲击性，但一般不单独使用。
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（4）交联剂
交联剂除在固化时能同树脂分子链发生交联产 生体型结构的大分子外，还起稀释剂的作用， 形成具有一定粘度的树脂溶液。
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顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸是最常用的不饱和酸。 由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点，并且反应时 可以少缩合出一分子水，故用得更多。
反丁烯二酸是顺酸的反式异构体，虽然顺酸在高 于180℃缩聚时，几乎完全可以异构化而变成反 式结构，但用反丁烯二酸制备的的树脂有较高的 软化点和较大的结晶倾向性。
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顺酐
苯酐
不饱和聚酯
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由于这样得到的不饱和聚酯是一种固体或半固体 状态，而且不能很好地交联成为性能良好的体型
结构产物。因此在生产后期，还必须经苯乙烯稀
释形成具有一定粘度的树脂溶液。
使用中再加入固化剂等物质，使苯乙烯单体和不 饱和聚酯分子中的双键发生自由基共聚反应，最 终交联成为体型结构的树脂。
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（3）饱和二元酸
加入饱和二元酸的主要作用是有效地调节聚酯分子 链中双键的间距，此外还可以改善与苯乙烯的相容 性。
为减少或避免树脂的结晶问题，可将邻苯二甲酸酐 作为饱和二元酸来制备不饱和聚酯树脂，所得的树 脂与苯乙烯的相容性好，有较好的透明性和良好的 综合性能。此外，邻苯二甲酸酐原料易得，价格低 廉，因此是应用最广的饱和二元酸酐。
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优点
(1)工艺性能优良。在室温下具有适宜的粘度， 可以在室温下固化，常压下成型，固化过程中无 小分子形成，因而施工方便，易保证质量，并可 用多种措施来调节它的工艺性能。
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(2)固化后的树脂综合性能良好。
力学性能略低于环氧树脂,但优于 酚醛树脂；耐腐蚀性能,如树脂品 种选用适当，优于环氧树脂；其
（2）不饱和二元酸 （3）饱和二元酸
（4）交联剂
（5）阻聚剂
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(1)二元醇
OH OH CH2 CH2
乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对
称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便
限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使
用，而同其它二元醇结合起来使用。
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OH OH CH2 CH CH3
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第3章 聚和物基体测试技术
3.1热固性树脂 3.2热塑性树脂
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3.1热固性树脂
复合材料主要是由增强材料和基体材料组成的。 其中基体材料分为树脂、金属及无机非金属三大 类。而树脂基体又可分为两类：一类为热固性树 脂，另一类为热塑性树脂。
在成形前，热固性树脂多呈液态，热塑性树脂多 呈粉粒状。这两类树脂差别很大，其测试技术也 各不相同。