树脂基复合材料
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定义
什么是复合材料?
顾名思义,所谓“复合”即含有多元多相的组合之义,简单地说,复合 材料就是用两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手 段组合而成的一种多相材料。从复合材料的组成及结构分析,其中一相 是连续的称基体相,另一相是分散的,被基体包容的称为增强相。增强 相与基体相之间有个交界面称为复合材料界面。
玻璃纤维制品品种与用维 芳纶纤维
树脂基复合材料原材料
添加剂 偶联剂 不饱和聚酯树脂的引发剂和促进剂 阻聚剂与缓聚剂 增韧剂与稀释剂 环氧树脂固化剂 抗氧剂 光稳定剂 热稳定剂 填料 脱模剂 着色剂与触变剂 阻燃剂 其他
玻璃纤维的成分及性能
生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前国际 上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下: 1、E-玻璃 亦称无碱玻璃,系一种硼硅酸盐玻璃。目前是应用最 广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能, 广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维, 它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。 2、C-玻璃 亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于 无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%, 在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于 玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其价格低于无 碱玻璃纤维而有较强的竞争力。 3、高强玻璃纤维 其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强 度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量 86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。用它们生产的玻璃钢制品多用 于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。但是由于价格昂贵,目前在民 用方面还不能得到推广。
玻璃纤维的成分及性能
4、AR玻璃纤维 亦称耐碱玻璃纤维,主要是为了增强 水泥而研制的。 5、A玻璃 亦称高碱玻璃,是一种典型的钠硅酸盐玻 璃,因耐水性很差,很少用于生产玻璃纤维。 6、E-CR玻璃 是一种改进的无硼无碱玻璃,用于生产 耐酸耐水性好的玻璃纤维,其耐水性比无碱玻纤改善7~8 倍,耐酸性比中碱玻纤也优越不少,是专为地下管道、贮 罐等开发的新品种。 7、D玻璃 亦称低介电玻璃,用于生产介电强度好的 低介电玻璃纤维。
树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics),是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合 材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树 脂基体,经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界 范围内已形成了产业,在我国俗称玻璃钢。
玻璃纤维制品品种与用途
1、无捻粗纱 无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。无捻 粗纱按玻璃成分可划分为:无碱玻璃无捻粗纱和中碱玻璃 无捻粗纱。生产玻璃粗纱所用玻纤直径从12~23μm。无 捻粗纱的号数从150号到9600号(tex)。无捻粗纱可直接 用于某些复合材料工艺成型方法中,如缠绕、拉挤工艺, 因其张力均匀,也可织成无捻粗纱织物,在某些用途中还 将无捻粗纱进一步短切。
复合材料的特点
可设计性 材料与结构的同一性 发挥复合效应的优热性 材料性能对复合工艺的依赖性 各向异性
复合材料的优点
与传统材料相比复合材料具有下列优点 比强度比刚度大 耐疲劳性能好 阻尼减震性好 破损安全性好
树脂基复合材料原材料
树脂基复合材料的原材料,包括基体材料和增强材料及添加剂 基体材料: 热固性树脂: 不饱和聚酯树脂 环氧树脂 酚醛树脂 乙烯基树脂 热塑性树脂: 聚丙稀(PP) 聚酰胺树脂 (PA) 聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)
不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯是不饱和二元羧酸(或酸酐)或它们与饱和二 元羧酸(或酸酐)组成的混合酸与多元醇缩聚而成的,具 有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常,聚酯化 缩聚反应是在190~220℃进行,直至达到预期的酸值 (或粘度)。在聚酯化缩反应结束后,趁热加入一定量的 苯乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之 为不饱和聚酯树脂。
玻璃纤维制品品种与用途
3、玻璃纤维毡片 (1)短切原丝毡 将玻璃原丝(有时也用无捻粗纱)切割成 50mm长,将其随机但均匀地铺陈在网带上,随后施以乳液粘结剂或 撒布上粉末结剂经加热固化后粘结成短切原丝毡。短切毡主要用于手 糊、连续制板和对模模压和SMC工艺中。对短切原丝毡的质量要求如 下:①沿宽度方向面积质量均匀;②短切原丝在毡面中分布均匀,无 大孔眼形成,粘结剂分布均匀;③具有适中的干毡强度;④优良的树 脂浸润及浸透性。 (2)连续原丝毡 将拉丝过程中形成的玻璃原丝或从原丝筒中退 解出来的连续原丝呈8字形铺敷在连续移动网带上,经粉末粘结剂粘 合而成。连续玻纤原丝毡中纤维是连续的,故其对复合材料的增强效 果较短切毡好。主要用在拉挤法、RTM法、压力袋法及玻璃毡增强热 塑料(GMT)等工艺中。 (3)表面毡 玻璃钢制品通常需要形成富有树脂层,这一般是用 中碱玻璃表面毡来实现。这类毡由于采用中碱玻璃(C)制成,故赋 予玻璃钢耐化学性特别是耐酸性,同时因为毡薄、玻纤直径较细之故, 还可吸收较多树脂形成富树脂层,遮住了玻璃纤维增强材料(如方格 布)的纹路,起到表面修饰作用。
以公制计量原丝或纱线细度的名称,简称公支。表示1 克 纱线的长度。例如:l 克纱线的长度为45 米,称45 支。 表示原丝或纱线细度的名称,是长度为1000 米原丝或纱 线的克数。例如:1000 米纱线的质量为68 克,则称68 特克斯。
玻璃纤维制品品种与用途
2、玻璃纤维织物 (1)玻璃布(平纹、斜纹、缎纹 ) (2)玻璃带 (3)单向织物 (4)立体织物 (5)异形织物