復(fù)合材料的基體材料

1、復(fù)合材料的基體材料 復(fù)合材料的基體材料熱塑性基體的缺點(diǎn): ?、是熱塑性基體的熔體或溶液粘度很高，纖維浸漬困難，預(yù)浸料制備及制品成型需要在高溫高壓下進(jìn)行， ?、聚碳酸酯或尼龍這樣一些工程塑料，因耐熱性、抗蠕變性或耐藥品性等方面問(wèn)題而使應(yīng)用受到限制。 二、熱固性基體 熱固性基體 主要是不飽合聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂 一直在連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料中占統(tǒng)治地位。 不飽合聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂主要用于玻璃增強(qiáng)塑料，其中聚酯樹(shù)脂用量最大，約占總

2、量的 80,，而環(huán)氧樹(shù)脂則一般用作耐腐蝕性或先進(jìn)復(fù)合材料基體。 (一) 熱固性樹(shù)脂 下表為一些常用的熱固性樹(shù)脂其它物理性能 1(不飽和聚酯樹(shù)脂 1 不飽和聚酯樹(shù)脂及其特點(diǎn) 不飽和聚酯樹(shù)脂是指有線型結(jié)構(gòu)的，主鏈上同時(shí)具有重復(fù)酯鍵及不飽和雙鍵的一類(lèi)聚合物。 不飽和聚酯的種類(lèi)很多，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為順酐型、丙烯酸型、和丙烯酸環(huán)氧酯型聚酯樹(shù)脂。 不飽和聚酯樹(shù)脂在熱固性樹(shù)指中是工業(yè)化較早，產(chǎn)量較多的一類(lèi)，它主要應(yīng)用于玻璃纖維復(fù)合材料。 由于樹(shù)脂

3、的收縮率高且力學(xué)性能較低，因此很少用它與碳纖維制造復(fù)合材料。 但近年來(lái)由于汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的需耍，用玻璃纖維部分取代碳纖維的混雜復(fù)合材料得以發(fā)展，價(jià)格低廉的聚酯樹(shù)脂可能擴(kuò)大應(yīng)用。 不飽和聚酯的主要優(yōu)點(diǎn)是: ,、工藝性能良好，如室溫下粘度低，可以在室溫下固化，在常壓下成型，顏色淺，可以制作彩色制品，有多種措施來(lái)調(diào)節(jié)其工藝性能等; ,、固化后樹(shù)脂的綜合性能良好，并有多種專(zhuān)用樹(shù)脂適應(yīng)不同用途的需要; ,、價(jià)格低廉，其價(jià)格遠(yuǎn)低于環(huán)氧樹(shù)脂，略高于酚醛

4、樹(shù)脂。 不飽和聚酯的主要缺點(diǎn)是: 固化時(shí)體積收縮率較大，成型時(shí)氣味和毒性較大，耐熱性、強(qiáng)度和模量都較低，易變形，因此很少用于受力較強(qiáng)的制品中。2 交聯(lián)劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑 a 交聯(lián)劑 不飽和聚酯分子鏈中含有不飽和雙鍵，因而在熱的作用下通過(guò)這些雙鍵，大分子鏈之間可以交聯(lián)起來(lái)，變成體型結(jié)構(gòu)。 但是水泥，至今已有 120 多年的歷史。它是 MgO―MgCl2―H20 三元體系。多年來(lái)因其水化物的耐水性較差，限制了它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。近年來(lái)，人們通過(guò)

5、研究，在配方中引入不同類(lèi)型的抗水性外加劑，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使其抗水性大幅度提高。使得氯氧鎂水泥復(fù)合材料從單一輕型屋面材料，發(fā)展列復(fù)合地板、玻璃瓦、浴缸和風(fēng)管等多種制品。 氯氧鎂水泥中的主要成分分為菱苦土 MgO ，它是菱鎂礦石經(jīng) 800~850?煅燒而成的一種氣硬性膠凝材料。 我國(guó)菱鎂礦資源蘊(yùn)藏豐富，截止 1986 年底統(tǒng)計(jì)，我國(guó)菱鎂礦勘查儲(chǔ)量達(dá) 28 億噸，占世界儲(chǔ)量的 30,。主要分布在遼寧、山東、四川、河北、新疆等地，其中遼寧約占全

6、國(guó)貯量的 35,。開(kāi)發(fā)利用這一巨大的資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)于推動(dòng) GR,復(fù)合材料的發(fā)展將起到不可估量的作用。 目前，鎂水泥復(fù)合材料廣泛采用的是玻璃纖維、石棉纖維和木質(zhì)纖維增強(qiáng)材料，為改善制品性能還填加各種粉狀填料 如滑石粉、二氧化硅粉等 及抗水性外加劑。 鎂水泥復(fù)合材料生產(chǎn)方法，根據(jù)所用纖維材料的形式不同而異，有鋪網(wǎng)法 即用玻璃纖維網(wǎng)格布增強(qiáng)水泥砂漿 、噴射法 即用連續(xù)纖維切短后與水泥砂漿同時(shí)噴射到模具中 、頂拌法 即短切纖維與水泥砂漿通過(guò)機(jī)械攪

7、拌混合后，澆鑄注到模具中 。 五、聚合物基體材料 1(聚合物基體的作用 聚合物基體是 FRP 的一個(gè)必需組分。在復(fù)合材料成型過(guò)程中，基體經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程，與增強(qiáng)纖維復(fù)合成具有一定形狀的整體，因而整體性能直接影響復(fù)合材料性能。 基體的作用主要包括以下四個(gè)部分 ?將纖維粘合成整體并使纖維位置固定，在纖維間傳遞載荷，并使載荷均衡; ?基體決定復(fù)合材料的一些性能。如復(fù)合材料的高溫使用性能 耐熱性 、橫向性能、剪切性能、耐介質(zhì)性能 如