②挥发分含量 ：树脂中的低分子物和湿法预浸时未除去的 溶剂 测试方法：依据加热前后试样的重量损失在预浸料中 的百分含量
③黏性 衡量预浸料储存期的主要依据指标 评定黏性的方法：在规定的条件下，考察粘贴在钢板 上的两片预浸料叠层彼此剥离的难易程度
④树脂流动度 用来表征复合材料成型时的树脂流动能力。流 动度直接影响复合材料的层间剪切强度 测试方法：以两片一定大小的预浸布或由预浸带拼 成相同大小的试片，按[0°/90°]叠合，保持一定温度和压 力。测定树脂完全凝胶时的树脂流出量，用质量百分比表示
性能项目
指标
性能项目 存放期（18-22℃）/d 树脂流出量（170℃， 0.6Mpa,15min）% 单层厚度（固化后）
指标 >30 10~25 0.125±0.01
树脂含量（质量） 43±3 /% 挥发分含量 单位面积纤维质 量 〈2 132±5
凝胶时间
〉12
长度×宽度/mm×mm
3470±750
碳纤维/环氧树脂复合拉伸材料断口
A
碳纤维/环氧树脂复合拉伸材料断口
B
Fig 6 碳纤维/聚碳 酸酯拉伸断口与树 脂粘接良好
Fig 7碳纤维/聚碳酸酯复 合材料冲击断口（裂纹按 波纹扩展，形成“河流” 花样的撕裂扩展区
高模量增强纤维/PPS
高强度纤维/PPS
中强度纤维/PPS
碳纤维/MC-PPS复合材料剪切断口
2.8~3.7 4.0~4.4
4.5 4.6
⑥断裂性能
与纤维、基体、界面的物理性能密切相关
单向板纵向拉伸的三种破坏模式： ① 基体断裂； ② 界面脱粘； ③ 纤维断裂，
单向板横向拉伸的三种破坏模式： ① 基体破坏； ②界面脱粘； ③ 纤维破坏
⑧层合板的燃烧性能 层合板的燃烧性能与复合材料体系有关， ⑨层合板耐化学介质性能 树脂基复合材料有很好的耐化学腐蚀性能，在化学介 质中常温浸泡1年，弯曲强度保留率在50%以上
聚合物基复合材料的结构和性能
1、聚合物基复合材料的结构 聚合物复合材料的结构随增强体类型不同而不同。 增强体类型：颗粒状、片状和纤维状 纤维增强树脂基复合材料的结构
C纤维/PEEK热塑性复合材料的结构 （扫描电镜断口形貌图） PEEK（聚醚醚酮）
纤维密集区
环氧树脂密集区
碳纤维/环氧树脂复合材料拉伸断口
碳纤维/聚苯硫醚-双炔基聚醚砜 混杂复合材料的剪切断口Biblioteka 2.聚合物基复合材料的性能
聚合物基复合材料制品的成型 预浸料 铺层 (1)预浸料的性能 固化 成型
主要物理性能和参数为:树脂含量、挥发分含量、黏性、 树脂流动、凝胶时间
①树脂含量：预浸料中树脂、固化剂、和各种改进剂的 质量在预浸料中所占的百分比 测定方法：萃取法、溶解法和灼烧法
• ②层合板的力学性能
复 合 材 料 工 程 常 数
单向板有5个弹性常数：纵向弹性模量、横向弹性模量、纵 向剪切模量、纵向泊松比、横向泊松比（独立变量有四个） 单向板有5个强度参数：纵向拉伸强度、纵向压缩强度、横 向拉伸强度、横向压缩强度、纵横剪切强度
影响层合板的力学性能的因素：单向板的力学性能、铺层 角度、铺层比例及铺层的顺序（具体示例见教材196页表 12-5）
冲击实验中的典型加载历程
• ③湿热综合作用 聚合物基体通过扩散方式吸收湿气，使得对纤维的支撑削 弱，从而导致复合材料的力学性能降低，同时传递剪切载 荷的能力降低
④应力腐蚀 水分或水蒸汽侵蚀复合材料界面，使得湿气在界面位置上 积聚，产生很高的渗透压导致纤维与周围的树脂开裂 改善聚合物基复合材料应力腐蚀的方法有：阻止水分到达纤维/ 基体之间的界面，如避免切割时纤维暴露于制品表面；在制造 过程中，减少和防止复合材料产生内部缺陷。 ⑤紫外线辐射 紫外线的照射，使得基体材料降解，从而 层合板的强度逐渐降低
⑦ 层合板的电性能
材料 玻璃/环氧 树脂 石英玻璃/ 环氧树脂 玻璃/双马 来酰亚胺 介电常数 4.2~4.7 介电损耗 角正切 0.007~0.0 14 0.006~0.0 13 0.006~0.0 12 材料 石英玻璃/ 双马来酰 亚胺 玻璃/PPS S玻璃 /PEEK 介电常数 2.5~3.3 介电损耗 正切 0.004~0.0 09 0.002 0.008~0.0 1
（3）复合材料夹芯板的性能
夹芯板的性能包括：芯材的性能、面板的性能和夹心整 体的性能
各种玻 璃夹层 结构
⑤凝胶时间 树脂从开始反应到固化反应结束所需要的时间。 评价热固性树脂组成特性和进行精确的质量控制的重要参 数 测试方法：将一定大小的预浸料试样放入已预热到试 验温度的两片玻璃之间，通过玻璃片对试样施加压力，用 探针测流到玻璃边缘的树脂，记录从开始加热至树脂不在 成丝的时间。
碳纤维（T300）增强国产双马来酰亚胺预浸料性能
（2）层合板的性能
层合板 将预浸料按相同方向铺叠固化后得到复合材 料单向板，按设定方向铺叠即得到层合板。 层合板的性能：可通过单向板的性能及其铺叠方向和 位置来预测 ① 层合板的物理性能 单向层合板和层合板的物理性能：由纤维体积的含量、 树脂体积含量、密度、空隙率、玻璃化转变温度、吸水性、 热膨胀系数、湿膨胀系数 纤维体积含量的测量：用测量垂直于纤维轴向的面 积百分数来代替
常用的铺层角度：0°、90°、±45°
以这样铺层角度对称叠合的层合板 有称为π/4层合板
单向及准各向同性板的铺层结构
• 复合材料耐湿热环境和老化性能的表征：层合板湿热、老 化力学性能 • 层合板的韧性性能表征方法：开孔（试样）拉伸强度； 开孔压缩强度；冲击压缩强度 • 耐化学性能（耐酸、碱、盐及有机溶剂、燃油等化学性能） 的表征：弯曲强度保留率 在强酸、强碱介质浸泡下，层合板弯曲强度下降明显 介质对层合板的影响顺序为： H2SO4<HCL<NH4OH<HNO3<NaOH<王水 层合板对盐类、苯、甲醇、乙醇、丙酮、各种燃油、 润滑剂、液压油、防水液有很好的耐腐蚀性能