文档介绍：1
概述
复合材料力学性能:
纵向拉伸性能,取决于增强材料;
横向拉伸性能、压缩性能、剪切性能等,主要取决
于基体材料;
复合材料工艺性:取决于基体材料。
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基体材料的基本组分及其作用

要求:较好的力学性能,介电性能,耐热性能和耐老化性能,有良好的工艺性能。
酚醛树脂加热即固化;
固化过程中有小分子析出;
脆性大;
用于粉状塑料和短纤维增强;价格最便宜
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不饱和聚酯树脂(第四次课2010)

室温下固化,常压成型,
固化时体积收缩大、耐热性差;
力学性能不如环氧和酚醛树脂,价格低于环氧,比酚醛贵;
多用于玻纤增强
环氧树脂:
黏结力强,机械强度高,
介电性能优良,耐化学腐蚀性好;
用于碳纤维和硼纤维增强

还有三聚氰胺甲醛树脂和有机硅树脂
还有热塑性树脂,如聚醚砜,聚苯硫醚
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固化剂、引发剂和促进剂:
稀释剂:降低树脂黏度,分为非活性和活性稀释剂
非活性稀释剂:不参与树脂固化反应,树脂成型中挥发,加入量为10~60%。丙酮、乙醇、甲苯、苯等;
活性稀释剂:参与树脂固化反应,成为材料成分,加入量为5~10%。如:苯乙烯(不饱和)、环氧丙烷丁基醚(环氧)
环氧树脂常用活性稀释剂:
501:
苯基缩水甘油醚 690

会使交联密度降低,影响热变形温度。
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增韧剂和增塑剂:
触变剂
它能提高树脂在静止状态下的黏度,在外力作用下,如搅拌时,变成流动性液体,因而适合涂刷垂直面。
常用触变剂有活性二氧化硅(白炭黑),加入量一般为1~3%。
增塑剂:减小分子间作用力,不参加固化反应,降低交联密度;DBP
增韧剂:线型聚合物,有活性端基,在环氧树脂中加入如聚酰胺、聚硫橡胶、羧基丁腈橡胶和聚酯等;在酚醛树脂中加入丁腈橡胶等。
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填料:改善性能,降低成本。
树脂加入填料可增加树脂的黏度,改变流动特性,降低树脂固化时的收缩以及增加表面硬度。
如:CaCO3、滑石粉、石英粉、金属粉等;
一定要烘干后再使用;
影响树脂的凝胶和固化速度,应当注意。
颜料:
~5%
要求:颜色鲜明,有耐热性和耐光性;在树脂中分散良好,不影响树脂固化。一般选用无机颜料,有机颜料影响树脂固化。
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①均衡载荷,传递载荷(将单根的纤维粘成整体);
②保护纤维,防止纤维磨损;
③赋予复合材料各种特性(耐热、耐腐蚀、阻燃、抗辐射);
④决定复合材料生产工艺、成型方法。
基体材料在复合材料中作用
基体材料系统的选配原则
①产品性能
②工艺性能
③成本及来源
基体材料
综合决定
从成型工艺角度:
手糊成型:聚酯、环氧;
层压、模压、缠绕工艺:环氧和酚醛;
成本:酚醛<聚酯<环氧
波形瓦;耐腐蚀槽;导弹鼻锥
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基体材料的基本性能
力学性能
1)强度与模量
决定主要因素:分子内和分子间的作用力。
聚合物材料的破坏,是由主链上的化学键的断裂或是聚合物分子链间相互作用力的破坏。

实际强度低于理论强度:
工艺,内应力(杂质、缺陷)

基体材料性能复合材料性能
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2)树脂的内聚强度与其结构的关系
内聚强度:线型——体型
交联密度↑,强度↑;但过高,导致脆性;
3)树脂的断裂伸长率与结构的关系
普弹形变、高弹形变、黏流形变
高弹形变
大分子链的链段运动引起的
强迫高弹形变
大分子链的柔顺性
分子链间的交联密度