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1、1.复合材料的定义和组成复合材料： 将两种或两种以上的不同材料用适当的方法复合成的一种新材料， 其性能比单一材料的性能优越。复合材料由基体（连续物理相）和增强材料（不连续物理相）组成。2.举一个复合材料的例子，说明其组成、结构与应用之间的关系。玻璃纤维增强环氧树脂，承载载荷，传递载荷。玻璃纤维是增强材料，环氧树脂是基体玻璃纤维是无机增强材料， 是熔融物过冷时因黏度增加而具有固体物理机械性能的无定形物体，是各向同性的均相材料。其化学组成主要是二氧化硅、三氧化硼。玻璃纤维的拉伸强度很高，耐热性较高。环氧树脂是分子中含有两个或两个环氧基基团的有机高分子化合物，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团
2、为特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。 环氧树脂粘附力强，优良的力学性能，良好的电性能等。玻璃纤维增强环氧树脂具有优良的的电绝缘性能，在高频下仍保持良好的介电性能，因此可作为高性能的电机、 电器的绝缘材料，具有良好的透波性能，被广泛用于制造机载、地面雷达罩。3.玻璃纤维的力学性能和和影响化学稳定性的因素有哪些？影响玻璃纤维力学性能的因素：纤维的直径和长度化学组成存放时间 负荷时间影响玻璃纤维化学稳定性的因素：玻璃纤维直径化学组成4.玻璃纤维的生产方法有哪几种？主要区别是什么？玻璃纤维的生产方法有坩埚法和窑池法两种区别：坩埚法生产玻璃纤维主要由制球和拉丝两部分组成。而池窑法省掉
3、了制球工艺，且拉丝操作有稳定性好，断头飞丝少，单位能耗低等特点。5.浸润剂作用是什么？使纤维粘合集束，润滑耐磨，清除静电等，保证拉丝和纺丝的顺利进行。6.制造碳纤维基本步骤纤维化聚合物熔化或溶解后制成纤维稳定 （氧化或热固化）通常在相对低的温度（ 200 450）和空气中进行这个过程使这些聚合物纤维在以后高温中不被熔化。碳化 碳化一般在 1000 2000的惰性气体保护下（ N2 ）进行，纤维经过碳化后，其含碳量一般达到 85% 99%石墨化石墨化是在2500以上的氩气保护下进行的，纤维在石墨化后，碳含量达到了99%以上，同样纤维内分子排列具有很高的定向程度。7.论述丙烯腈 基碳纤维生产过程中
4、碳纤维质量的主要影响因素杂质和灰尘对原丝质量的影响： 造成原丝质量强度降低， 而这些缺陷会保留在碳纤维中造成碳纤维产品强度下降聚合物相对分子量的影响：分子量增大， 黏度加大， 分子间作用力增大，分子间不易滑移，力学性能增强。但分子量也不应过高，控制在80000 左右，否则粘度太大纺丝困难聚合物结晶度、分子取向度的影响：结晶度高，分子间相互作用增强，提高了聚合物的强度，分子取向度的提高也可使碳纤维的强度得以提高8 UHMW-PE的生产方法和工艺流程生产方法：凝胶纺丝法超倍拉伸技术工艺流程： UHMW-PE ，溶剂，抗氧剂等溶解脱泡凝胶纤维脱溶剂干凝胶纤维加热，超倍拉伸定型UHMW-PE溶液挤出纺
5、丝初生态，UHMW-PE 纤维9.是比较玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维，PBO 纤维， UHMW-PE纤维和陶瓷纤维的力学性能，耐热性并指出每种材料最独特的性能特点。答： 1.玻璃纤维：拉伸强度很高，扭转强度和剪切强度较低，耐热性高。2.碳纤维：高强度，高模量，低密度，耐化学腐蚀性，低电阻，低热膨胀系数。3.芳纶纤维：优异的拉伸强度，拉伸模量，优良的耐热性，低密度。4.BPO 纤维：高强度，高模量，耐高温，高温下不熔融，高热稳定性，吸湿性低，耐有机溶剂，耐碱性能好，柔软性能好，不耐酸，不耐光。5. UHMW-PE 纤维 ： 高强度，耐热性能低，耐磨性高。6.陶瓷纤维： 抗拉伸强度大，抗机械振动好，
6、弹性好，耐热性好，热导率低，热稳定性好。最独特的性能：1. 玻璃纤维：拉伸强度很高。2. 碳纤维：优异耐化学腐蚀性，低电阻，耐辐射性能。3. 芳纶纤维：低密度，优良减震性能，耐磨性，抗疲劳性，尺寸稳定性，优良介质性能。4. BPO 纤维：吸湿性低，阻燃性能好。5. UHMW-PE 纤维：耐腐蚀，耐海水，耐磨，耐紫外线辐射，耐冲击。6. 陶瓷纤维：很低的介电损耗和介电常数。10.试总结得到高性能纤维的方法，并举例。答：所谓高性能纤维指在外部作用下不易发生反应，或具备高弹性系数，高强度，高模量，或有良好耐热性，耐气候性，耐摩擦性，耐化学性及高绝缘性的纤维材料。方法： 1.坩埚法和池窑法，制造玻璃纤
7、维2.热解有机纤维，3.凝胶纺丝法，制造碳纤维制造高性能UHMW-PE纤维4.熔融纺丝法及淤浆纺丝法，5.化学气相沉积法及先驱体法，6.无机或有机先驱转化法，制造高性能Al2O3 纤维制造高性能Sie 纤维制造高性能氧化硼纤维。1.复合材料界面有哪些机能？答： 1.传递效应：将外力传递给增强物，起桥梁作用。2.阻断效应：阻止裂纹扩展，中断材料破环，减缓应力集中。3不连续效应：在界面上产生物理性能不连续现象4散射和吸收效应：光波和声波等在界面上产生散射和吸收。5.诱导效应：增强的表面结构使聚合物基本与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由产生一些现象，如高弹性，低膨胀性，耐冲击性等。2.复
8、合材料界面形成分为哪两个阶段？答： 1.基体与增强材料的接触和浸润过程2基体与增强材料通过相互作用使界面固定阶段。3.如何判断材料表面被浸润情况？答：通过接触角来判断材料表面被侵润情况。0 到 90 度：润湿90 到 180 度：不润湿0 度：完全润湿，粘附力最大4.玻璃纤维表面处理方法有哪些？简要说明硅烷偶联剂的作用？答： 1.处理方法： 1.有机络合物类表面处理剂。2有机硅烷类表面处理剂。2.作用：硅烷偶联剂具有两种性质不同的官能团，一端为亲玻璃纤维的官能团，一端为亲树脂官能团，将玻璃纤维和树脂粘结在一起，在界面上形成共价键。5.为什么要对碳纤维表面处理，方法有哪些？答：处理目的和意义：碳
9、纤维表面处理就是为了改善其表面结构和性能，采取针对性措施，使获得与基体材料很好的粘结， 从而达到提高其复合材料层间剪切强度， 断裂韧性， 尺寸稳定性及界面抗湿性。方法： 1.表面浸涂有机化合物2表面涂覆有机化合物3.表面化学处理4.电解氧化处理5.等离子体处理1. 说明影响不饱和聚酯固化树脂性能的因素答：A 不饱和聚酯的相对分子质量。树脂的力学强度、耐热性、介电性能随相对分子质量增加而提高。B 聚酯化过程中顺式双键的异构化。随转化程度的提高，树脂固化时间与凝胶化时间缩短，力学性能耐热性能耐腐蚀性提高。2 不饱和聚酯树脂固化分为哪几个阶段？答： 3 个阶段：凝胶、定型、熟化3 不饱和聚酯固化树脂
10、结构与哪些因素有关？答： A 线型不饱和聚酯分子交联点间苯乙烯的重复单元数。B 线型不饱和聚酯分子中双键的反应的分数。4乙烯基酯树脂和烯丙基酯树脂和不饱和聚酯树脂在结构和合成方法上有什么不同？答： A 乙烯基酯树脂：以不饱和酸和带活性点低相对分子质量聚合物为原料反应得到，分子端基或侧基含有不饱和双键的树脂。B 烯丙基酯树脂：由多烯丙基酯化合物经自由基聚合反应得到。分子中含有不饱和双键和酯键，且酯键在聚合物的侧链上一般要在较高温度下才能固化。C 不饱和聚酯树脂：以二元酸和二元醇为原料经缩聚反应得到，酯键在聚合物主链结构中，既可以常温固化也可以加热固化。5 有哪些方法可以制备阻燃树脂？答： A 添
11、加型阻燃树脂：a 添加无机填料，如水和氧化铝、磷酸盐、三氧化二锑、硼砂b 添加邮寄阻燃剂，如有机氯化石蜡、十溴二苯醚等c 含磷化合物，如磷酸三乙酯等B 反应型阻燃树脂：分子结构中含有阻燃元素，如四溴苯酐、四氟苯酐等6环氧树脂性能特点有哪些？答：形式多样，固化方便，黏附力强，收缩率低，力学性能好，电性能好，有耐化学性，尺寸稳定，耐霉菌。7.二酚基丙烷型环氧树脂合成的影响因素？答:a 二酚基丙烷与环氧氨丙烷的物质的量之比b NaOH 用量、浓度、投料方式、配成 10% 30%水溶液 c 反应温度 60 90d 加料顺序：低分子量时，碱后加；高分子量时，环氧氨丙烷后加e 体系中含水量： 0.3% 2
12、%8.计算 E-51 树脂平均相对分子量答： 100/(0.51/2)=392.169.环氧树脂有哪些类型，各有何特性答： a 缩水甘油醚类：含活泼氨的酚类和醇类与环氧氨丙烷缩聚，有优良热稳定性，力学性能，电绝缘性，耐水性b 缩水甘油脂类：黏度低，使用工艺低，反应活性高，粘合力高， ；力学性能好，表面光滑度好，表面光泽度好，耐超低温，透光好c 缩水甘油胺类：多官能度，环氧当量高，脆性大d 酯环族类：抗压，抗拉强度好，力学性能好，电性能好，耐电弧，耐紫外老化e 脂肪族类：良好的力学性能，韧性好，耐高低温10.举例说明环氧树脂有哪些固化类型答：逐步聚合反应：a 反应性固化剂：多元伯醇、多元羧酸b
13、催化性固化剂：叔胺，三氧化硼酸合物离子型聚合反应：a 阴离子型固化剂：叔胺类、DMP-10b 阳离子型固化剂：三氟化硼、胺类11.计算用二乙烯三胺固化E 44 树脂用量答：胺当量三胺相对分子量 /胺中活泼氢个数 =103 5=20.6 二乙烯三按用量 =按当量环氧值 =20.6 0.44=9.06412.环氧树脂有哪些类型稀释剂和增韧剂答：稀释剂： a 非活性稀释剂：苯二甲酸酯类b 活性稀释剂： V- 丁内醇、亚磷酸二本酯增韧剂： a 非活性增韧剂：苯二甲酸二甲酯b 活性增韧剂：低相对分子量聚酰胺、聚硫橡胶13.酚醛树脂合成有哪些影响因素答： a 单体官能度，酚的邻对位取代基b 酚苯上取代基： 间为取代基酚类增加邻对位取代活性； 邻对位取代基则降低邻对位基取代活性c 催化剂： NaOHMyOHCLd 单体物质的量之比：n 甲醛 /n 苯酚 1.1e 反应介质， PH，中性点3.0 3,1f 其他14 酚醛树脂固化分哪些阶段答： a 液态树脂b 凝胶c 不溶不熔坚硬固体15 酚醛树脂固化方法及影响因素答： 1）可在加热酸性条件下固
