分子结构
• 加热固化
• 加固化剂，如六次甲基四胺或有机酸。
碱性固化剂仍需加热，酸性固化剂可室温固化。
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特点： 耐热性高，可达315℃。价格最低。粘附性较
差，收缩率大,气孔率高，性脆。
改性： • 引入柔性链。如：聚乙烯醇缩丁醛
• 降低树脂中 -OH 基的含量。如：以苯胺或二 甲苯取代部分苯酚。提高电性能。
CH3
O ‖
NaO- -C- -ONa + Cl-C-Cl →
CH3
CH3
O ‖
～O- －C- -O-C～ + NaCl
CH3
刚性苯环；变形小，抗蠕变，尺寸稳定。 可与玻璃纤维和碳纤维复合。
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(4)．聚砜 以 砜 和 苯 环 连 结 成 硬 性 链 ， 可 在 100～
150℃下长期使用。 可与碳纤维复合，用于宇航和汽车工业。 此外：耐高温的聚酰亚胺、双马来酰亚胺等
杂环结构的聚合物，耐温可达300～400℃， 也常作为复合材料的基材。
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3.1.2 聚合物基复合材料基本性能
• 具有较高的比强度和比模量。 • 抗疲劳性能好，安全性高。 • 减振、隔音、保温、隔热。 • 弹性模量不高、断裂延伸率小、抗冲击强度
差、横向强度、层间剪切强度低。 • 手工劳动强度大，质量不稳定。
环氧树脂特点：
• 粘附力好，韧性较好，收缩率低。复合材料 强度高，尺寸稳定。
• 电性能好。介电强度高，耐电弧优良的绝缘 材料。
• 耐酸碱耐溶剂性强。
• 热稳定性良好。
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(3)．酚醛树脂
由酚
O和│H醛
51 3
缩O‖合而成。
H–C-H
酚/醛 < 0.9，碱催化可得体型热固性树脂。
固化：
环氧树脂固化： 环氧树脂分子中都含有活泼的环氧基团，可与多
种固化剂交联，形成网状结构。
常用固化剂： 二元胺类、二元酸酐类。 芳香族胺或咪唑类固化剂，可提高强度及耐热性，
但冲击韧性会降低。
潜伏剂： 单组份产品可加入潜伏剂，如双氰胺，室温下可
存放6个月，145 ～ 165℃下，80 min可固化。
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3、高强度纤维增强塑料
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⑴、C纤维增强塑料 比强度，比模量最高的材料；耐腐蚀耐热都很
好。抗冲击性差，价格昂贵。
⑵、芳纶纤维增强塑料
• 与塑料相容性好，价格适中，应用前景广泛。
• 抗拉强度与C纤维相当，冲击强度远高于C纤维； 振动衰减是玻璃钢的4～5倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 抗压性能差。
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⑶、B纤维增强塑料 突出优点是刚度好，价格比C纤维还贵。
⑷、SiC纤维增强塑料 突出优点是与树脂相容性好。
碳纤维头盔
地铁闸瓦
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C 纤 维 增 强
芳
纶
纤
维
增
强
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3.2 成型工艺
聚合物基复合材料的性能在纤维与树 脂体系确定后，主要决定于成型工艺。
⑴．聚丙烯 柔性无极性链。与纤维浸润性、结合力较差。复合增强效果
有限。原料来源广泛，价格低，普通民用。
⑵. 聚酰胺（尼龙） 链中含大量酰胺键，链间以氢键连接。结合力强，强度高，
耐磨性好。使用温度<100℃，吸水率高。 常用品种：尼龙6、66、1010、610等。
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(3)．聚碳酸酯 由双酚A的钠盐与碳酸双酰氯缩聚而成
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品种
1、GF增强热固性塑料（GFRP）---- 玻璃钢
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⑴、聚酯玻璃钢 加工性能最好。低粘度，可室温固化；价低，用量占
80% 。
⑵、环氧玻璃钢 综合力学性能最好，耐蚀性好；粘度大，施工困难。
⑶．酚醛玻璃钢 耐热性最好, <350℃长期使用，短期可达1000℃；
3.1 聚合物基复合材料
特点： ❖ 比强度大，比模量大； ❖ 耐疲劳性能好；减震性能好； ❖ 耐烧蚀性能好； ❖ 工艺性好。
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3.1.1基体材料
(一) 热固性聚合物: ⑴.不饱和聚酯树脂
a. 结构特征：由饱和二元酸、不饱和二元酸与二 元醇经缩聚反应合成的线型预聚体。
b.固化： • 固化剂 --- 乙烯、苯乙烯、丁二烯等单体。 • 引发剂 --- 过氧化物（加热固化） • 促进剂 --- 苯胺类和有机钴，室温固化。
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c.特点
❖粘度低，工艺性好。 ❖综合性能好，价廉，用量约占80% 。 ❖有毒，体积收缩大，耐热性、强度和模 量较低。
❖一般不与高强度的碳纤维复合，与玻璃 纤维复合制作次受力件。
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(2)、环氧树脂
a. 双酚型 其中R: CH3
│
-C -
│
CH3
A 丙基
- CH2 F 亚甲基
• 硼酸改性酚。吸水性、耐热性、脆性和电学性 能均提高。
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应用：
❖ 酚醛树脂一般不与碳纤维复合，与玻璃纤 维复合后，多用于电器绝缘材料。
❖ 碳含量高78％，碳化收率达63％，因此可 用于制作烧蚀材料，用于导弹、航天器再 入大气层的防护层。
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（二）热塑性聚合物 与热固性聚合物相比： • 力学性能、耐热性、抗老化性等都较差。 • 工艺简单、周期短、成本低、密度小、应用广。
O
‖
-S-
‖
O
S砜
双酚型环氧含硬性苯环，链刚性较高，只能用于聚合 度低的树脂。耐热性好，强度高，韧性差。
固化特点： 环氧活性基都在链两端，固化交联点不高。
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b. 非双酚型
• 链内含有环氧基，交联密度高，结合 强度及耐热性均提高。
• 三聚氰酸环氧含三氮杂环，有自熄性， 耐电弧性好。
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电学性能好，耐电弧。
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玻璃钢采光板
玻璃钢汽车保险杠
玻璃钢型材
赛艇、帆船壳体
体育馆采光
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透光型玻璃钢 18
2、GF增强热塑性塑料 (FR-TP) 特点： ⑴、比重轻1.1～1.6 ⑵、抗儒变性等力学性能明显提高 ⑶、热学性能大大提高>50% ⑷、尺寸稳定性提高
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c. 胺基环氧
含高极性的酰胺键，粘结性好，力学性能 较高；但耐水性差，电性能有所下降。
d. 脂环族环氧
不含苯环，含脂环，稳定性更高，热学性能好， 耐紫外线，不易老化。粘度低，工艺性好。
e. 脂肪族环氧 --- 高韧性环氧
无六环状硬性结构，冲击韧性好，但与纤维结 合力较差。
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