第五章第五章 结构复合材料结构复合材料 Review of HPF4.14.1碳纤维碳纤维Ø 碳纤维的制造（ 碳纤维的制造（聚丙烯腈先驱丝法、纤维素先驱丝法以及沥青基碳纤维）聚丙烯腈先驱丝法、纤维素先驱丝法以及沥青基碳纤维）Ø 碳纤维的性能及应用 碳纤维的性能及应用4.24.2有机纤维有机纤维Ø 芳纶（ 芳纶（PPTAPPTA、、PBAPBA的制备及性能）的制备及性能）Ø 超高分子量聚乙烯纤维 超高分子量聚乙烯纤维4.34.3无机纤维及晶须无机纤维及晶须Ø 特种玻璃纤维（制备方法、性能与应用） 特种玻璃纤维（制备方法、性能与应用）Ø 硼纤维 硼纤维 （制备方法） （制备方法） Ø 氧化铝纤维 （制备方法、性能与应用） 氧化铝纤维 （制备方法、性能与应用）Ø 碳化硅纤维 （制备方法、性能与应用） 碳化硅纤维 （制备方法、性能与应用）Ø 晶须 （制备方法） 晶须 （制备方法） Contents5.15.1、聚合物、聚合物( (树脂树脂) )基复合材料基复合材料 5.1.1 聚合物基体 5.1.2 聚合物复合材料 5.25.2、金属基复合材料、金属基复合材料 5.2.1 金属基体 5.2.2 金属基复合材料 5.1 聚合物基复合材料 聚合物基复合材料5.1.1聚合物基体聚合物基体 (1)概述概述 (2)聚合物基体的作用及类型聚合物基体的作用及类型 (3)热固性树脂热固性树脂 (4)热塑性树脂热塑性树脂5.1.2聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 (1)复合材料的制造复合材料的制造 (2)复合材料的结构和性能复合材料的结构和性能 冷却塔冷却塔风力发电机叶片风力发电机叶片玻璃钢水箱玻璃钢水箱 树脂基体及其复合材料树脂基体及其复合材料 (1) (1)概述概述1.1 聚合物的结构特征与性能 聚合物的结构特征与性能uu 聚合物是巨型的聚合物是巨型的聚合物是巨型的聚合物是巨型的链状分子链状分子链状分子链状分子，骨架由，骨架由，骨架由，骨架由碳原子共价键碳原子共价键碳原子共价键碳原子共价键结合结合结合结合形成；形成；形成；形成；uu 分子链可由分子链可由分子链可由分子链可由相同或不同相同或不同相同或不同相同或不同的结构单元构成；的结构单元构成；的结构单元构成；的结构单元构成；uu 聚合反应：缩合反应、加聚（加成）反应；聚合反应：缩合反应、加聚（加成）反应；聚合反应：缩合反应、加聚（加成）反应；聚合反应：缩合反应、加聚（加成）反应；uu 结结结结 构：构：构：构：线型、支链型、网状或梯型线型、支链型、网状或梯型线型、支链型、网状或梯型线型、支链型、网状或梯型 (2)(2)聚合物基体的作用及类型聚合物基体的作用及类型2.1、聚合物的作用、聚合物的作用①①固结固结分散的分散的增强体增强体以形成复合材料整体和以形成复合材料整体和赋予赋予制做的制做的形状形状；；②②保护保护增强体增强体不受或少受环境的不利影响；不受或少受环境的不利影响；③③在复合材料受力时向增强体在复合材料受力时向增强体传递载荷传递载荷使他们发挥承力功能；使他们发挥承力功能；④④决定复合材料的决定复合材料的加工性能加工性能.2.2、聚合物的类型、聚合物的类型①① 热固性热固性 包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及热固性酚醛树脂等； 包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及热固性酚醛树脂等；②② 热塑性热塑性 包括聚酰亚胺、双马来酰亚胺、热塑性酚醛树脂、聚醚醚酮以及聚醚醚 包括聚酰亚胺、双马来酰亚胺、热塑性酚醛树脂、聚醚醚酮以及聚醚醚酮等。
酮等 3.1 基本概念基本概念热固性：热固性： 在加热或固化剂、引发剂、促进剂的作用下在加热或固化剂、引发剂、促进剂的作用下发生发生交联交联而变成而变成不溶不熔的网状结构不溶不熔的网状结构交联反应交联反应不可逆，不可逆，只能一次成型加工只能一次成型加工3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质3.2.1 环氧树脂 环氧树脂 特点特点：具有优异的力学、电学、化学稳定性和：具有优异的力学、电学、化学稳定性和尺寸稳定性、环境耐久性；品种多、固化方便、尺寸稳定性、环境耐久性；品种多、固化方便、粘附力强、固化收缩率低粘附力强、固化收缩率低. .(3) (3) 热固性树脂热固性树脂 分 类：分 类：缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、线性缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、线性 脂肪族、环形脂肪族；脂肪族、环形脂肪族；工业指标：工业指标：环氧值、环氧当量、室温粘度、软化点、环氧值、环氧当量、室温粘度、软化点、 氯含量、挥发分、适用期、贮存期等；氯含量、挥发分、适用期、贮存期等； 固化途径：固化途径：★★加入固化剂（反应或催化）交联；加入固化剂（反应或催化）交联； ★ ★环氧基团之间直接交联；环氧基团之间直接交联； ★ ★环氧基团与芳香和脂肪羟基交联。
环氧基团与芳香和脂肪羟基交联应用领域：应用领域： 电气绝缘材料、固态或热态涂料、层压复合材料 电气绝缘材料、固态或热态涂料、层压复合材料 3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质 3.2.2 酚醛树脂 酚醛树脂 特点：耐高温、不熔性、阻燃性、突出的瞬时高温耐烧 特点：耐高温、不熔性、阻燃性、突出的瞬时高温耐烧 蚀性能以及广泛的改性余地 蚀性能以及广泛的改性余地固化：固化：热固化热固化或或酸固化酸固化 应用领域：应用领域： ◆◆ 环氧改性酚醛树脂（高强度玻璃钢、涂层、模压等）；环氧改性酚醛树脂（高强度玻璃钢、涂层、模压等）； ◆◆ 有机硅改性酚醛树脂（高温使用、耐烧蚀材料）；有机硅改性酚醛树脂（高温使用、耐烧蚀材料）； ◆◆ 硼改性酚醛树脂（空间技术领域的耐烧蚀材料）硼改性酚醛树脂（空间技术领域的耐烧蚀材料） 改性途径：封锁 改性途径：封锁酚羟基酚羟基、引入其他组份、引入其他组份隔离或包围酚羟基隔离或包围酚羟基 3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质 3.2.3 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂(UPR,UP)不饱和聚酯树脂特点：不饱和聚酯树脂特点： （（1）由）由不饱和聚酯不饱和聚酯与与交联单体交联单体构成，具有构成，具有酯键酯键和和不饱和双不饱和双键键；； （（2）不饱和聚酯：）不饱和聚酯：不饱和二元酸不饱和二元酸和和饱和二元酸饱和二元酸混合成；混合成； （（3）交联单体：）交联单体：苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯甲苯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯甲苯、甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸二烯丙酯丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质 不饱和聚酯树脂性能：不饱和聚酯树脂性能：● 物理性质：物理性质： 耐耐 热热 性性 －－ 热变形温度、膨胀系数热变形温度、膨胀系数 力学性能 力学性能 －－ 较高的拉伸、弯曲和压缩强度较高的拉伸、弯曲和压缩强度 介电性能 介电性能 －－ 良好良好● 化学性能：化学性能： 耐酸耐水性较好、耐碱性和耐有机溶剂性能次之； 耐酸耐水性较好、耐碱性和耐有机溶剂性能次之；耐化学腐蚀性受化学结构和几何形态的影响耐化学腐蚀性受化学结构和几何形态的影响 3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质 ● 发展方向发展方向 1) 致力于开发低苯乙烯或无苯乙烯树脂致力于开发低苯乙烯或无苯乙烯树脂; 2) 以汽车为中心的以汽车为中心的FRP的再循环利用的再循环利用; 3) 将大型的手工铺汽车成型方法改换为充气膨胀法或将大型的手工铺汽车成型方法改换为充气膨胀法或RTM成型成型法法; 4) 挖掘产品的新用途挖掘产品的新用途(如防水衬里材料等如防水衬里材料等)● 应用（乙烯基酯树脂）应用（乙烯基酯树脂）：： １、粘合剂１、粘合剂 ２、耐化学腐蚀玻璃钢制品２、耐化学腐蚀玻璃钢制品 ３、浴室管道胶衣层３、浴室管道胶衣层 3.2 热固性树脂的基本性质热固性树脂的基本性质 特点特点：具有优良的物理、力学、电学、热学和耐化学腐蚀等：具有优良的物理、力学、电学、热学和耐化学腐蚀等 性能。
如：使用温度范围宽、阻燃、尺寸稳定等如：使用温度范围宽、阻燃、尺寸稳定等 种类种类：耐高温、耐辐射以及耐热性能优良的树脂：耐高温、耐辐射以及耐热性能优良的树脂图为热固性树脂、热塑性树脂、硫和硫加树脂三套工艺包膜控释肥产品图为热固性树脂、热塑性树脂、硫和硫加树脂三套工艺包膜控释肥产品 3.3 高性能热固性树脂高性能热固性树脂 3.3.1 聚酰亚胺聚酰亚胺(PI)特点特点：耐高温，对热和氧非常稳定，有突出的耐辐射和良：耐高温，对热和氧非常稳定，有突出的耐辐射和良 好的导电性能和耐腐蚀特点 好的导电性能和耐腐蚀特点 类型类型：缩聚型（：缩聚型（c型型PI）－－）－－ PMR聚酰亚胺聚酰亚胺 加聚型（ 加聚型（a型型PI）－－）－－ PMR－－11、、15、、20聚酰亚胺聚酰亚胺 聚双马来酰亚胺（聚双马来酰亚胺（BMI）） 3.3 高性能热固性树脂高性能热固性树脂 ● BMI树脂密度低树脂密度低(1.35—1.4g／／cm3)；； ● 玻璃转变温度介于玻璃转变温度介于EP和和PI之间之间(250-300℃)；； ● 成型温度比成型温度比PI低，可在低，可在EP的固化温度内固化；的固化温度内固化； ● 无挥发物，无小分子，是酸性加成反应；无挥发物，无小分子，是酸性加成反应； ● 需后固化需后固化(250℃)，后固化之后的性能比，后固化之后的性能比EP好；好； ● 耐老化性能好，制品在耐老化性能好，制品在220℃经经1000 h老化后，各项重老化后，各项重 要性能基本保持不变；要性能基本保持不变； ● 在在250℃经经5000 h热老化后，强度下降热老化后，强度下降50％；％； ● 耐辐射性好，经耐辐射性好，经Y射线射线5x109tad剂量照射，力学性能剂量照射，力学性能 无明显变化。
无明显变化 BMI性能性能 BMI性能性能● BMI分子端基含有活泼双健，它可以进行游离基自聚分子端基含有活泼双健，它可以进行游离基自聚或共聚反应形成均聚物或共聚物或共聚反应形成均聚物或共聚物● 与与PI相比，它们的性能不相上下，但相比，它们的性能不相上下，但BMI的合成工艺的合成工艺 简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品但是材料制品但是BMI固化物较脆固化物较脆 3.3 高性能热固性树脂高性能热固性树脂 ★★ 在聚合物基复合材料制备中，在聚合物基复合材料制备中，BMI用作纤维增强和无机粒料填充的用作纤维增强和无机粒料填充的模塑料模塑料、、浸渍玻璃布的层压制品和浸渍漆等；浸渍玻璃布的层压制品和浸渍漆等； ★★ 在航空航天工业中，在航空航天工业中，BMI树脂层压件制成航天器的树脂层压件制成航天器的隔热层隔热层、导弹耐烧蚀、导弹耐烧蚀壳体壳体、、飞机雷达罩、尾舵部件、各种耐热电子元件等；飞机雷达罩、尾舵部件、各种耐热电子元件等； ★★ 在电气工业中，作为在电气工业中，作为F级级(155℃，复合硅有机聚酯漆，复合硅有机聚酯漆)、、H级级(180℃，复合薄，复合薄膜、聚酰亚胺漆膜、聚酰亚胺漆) 绝缘材料绝缘材料；； ★★ 在机械工业中，作为刹车片、减震器、轴承、垫圈、密封件等。
在机械工业中，作为刹车片、减震器、轴承、垫圈、密封件等超细聚酰亚胺树脂粉超细聚酰亚胺树脂粉--结合剂结合剂 H级或级或F级电气绝缘材料树脂基体级电气绝缘材料树脂基体 BMI树脂的应用树脂的应用 3.3.2 聚苯并咪唑 聚苯并咪唑(PBl)概述：概述：聚苯并咪唑聚苯并咪唑(PBl)树脂于树脂于20世纪世纪50年代末期首次合成， 年代末期首次合成， 它是在主链中含有苯并咪唑重复单元的芳杂环聚合物它是在主链中含有苯并咪唑重复单元的芳杂环聚合物PBI性能：性能： 树脂具有优异的热稳定性，能在 树脂具有优异的热稳定性，能在300℃℃空气中耐氧化空气中耐氧化PBI的制备：的制备： 聚苯并咪唑由芳族二元胺和芳族二元酸反应形成的低聚苯并咪唑由芳族二元胺和芳族二元酸反应形成的低分子量分子量预聚体预聚体与与芳香族四元胺芳香族四元胺和和芳香族二羧酸的衍生物芳香族二羧酸的衍生物缩缩聚制得 3.3 高性能热固性树脂高性能热固性树脂 PBI的性能与应用的性能与应用 PBI具有优良的耐高温性能具有优良的耐高温性能(具有芳香链的具有芳香链的PBI在在500℃℃稳稳定、具有脂肪链的定、具有脂肪链的PBI可在可在350℃℃以下使用以下使用)。
PBI可用作可用作耐高温粘接剂和复合材料基体耐高温粘接剂和复合材料基体；；Tg>427℃℃；；耐蚀性好、电绝缘性好、不燃烧；耐蚀性好、电绝缘性好、不燃烧； 工艺复杂，复合材料成型需要高压力、工艺复杂，复合材料成型需要高压力、原料贵、成本高原料贵、成本高；； 纤维增强的纤维增强的PBI基复合材料基复合材料耐热性高耐热性高，如，如T300／／PBI的使的使用温度用温度316℃℃，拉件强度，拉件强度1000 MPa，弯曲强度，弯曲强度1300 MPa 3.3 高性能热固性树脂高性能热固性树脂 (4) 热塑性树脂热塑性树脂4.1 聚醚醚酮（聚醚醚酮（PEEK）树脂）树脂PEEK制备方法制备方法: 第一种方法原料： 第一种方法原料：4，，4，，-二氟甲酮、对苯二酚、碳酸钠二氟甲酮、对苯二酚、碳酸钠(或碳酸钾或碳酸钾)，溶剂为二苯砜第二种原料是，溶剂为二苯砜第二种原料是4 ，，4，，-二氯苯酮和对苯二酚钠二氯苯酮和对苯二酚钠工艺为：工艺为：① ① 将将4，，4，二氟二苯甲酮、对苯二酚和二苯矾混匀，加热到，二氟二苯甲酮、对苯二酚和二苯矾混匀，加热到180℃，，N2保保护。
护②② 加入等摩尔比的无水加入等摩尔比的无水Na2C03反应，升温反应，升温210℃保温保温1h，升至，升至250℃保温保温1 h，最后升至，最后升至320℃保温保温2.5 h③③ 冷却反应物得到淡黄色粒状固体，粉碎，再用丙酮、水、丙酮冷却反应物得到淡黄色粒状固体，粉碎，再用丙酮、水、丙酮-甲醇溶甲醇溶液反复洗漆，除去二苯矾和无机盐液反复洗漆，除去二苯矾和无机盐;④④ 真空干燥真空干燥(140℃)，得到纯，得到纯PEEK ① ① PEEK树脂具有相当好的热稳定性，热变形温度为树脂具有相当好的热稳定性，热变形温度为160℃℃左右，熔点为左右，熔点为334℃℃ ② ② 在空气中在空气中420℃℃经经2h失重仅为失重仅为2％左右 ③ ③ 最高长期使用温度可达到最高长期使用温度可达到200℃℃，在，在200℃℃下使用寿命下使用寿命可达可达5××104h左右 ④ ④ 若加人若加人30％的玻璃纤维，连续使用温度可达％的玻璃纤维，连续使用温度可达310℃℃ ⑤⑤ PEEK树脂还具有优良的长期耐蠕变性能和耐疲劳特树脂还具有优良的长期耐蠕变性能和耐疲劳特性；具有优良的化学稳定性；性；具有优良的化学稳定性； PEEK树脂的性能树脂的性能 ⑥⑥ 除除H2S04、氯磺酸等强酸外，在常温下几乎可以耐所、氯磺酸等强酸外，在常温下几乎可以耐所有的化学试剂；有的化学试剂；⑦⑦ 具有优良的耐具有优良的耐X射线、射线、p射线和射线和7射线性能，能承受高射线性能，能承受高剂量的辐照而性能无明显降低；剂量的辐照而性能无明显降低；⑧⑧ 具有优良的电绝缘性能；具有优良的电绝缘性能；⑨⑨ 具有良好的阻燃性，氧指数较高，厚度具有良好的阻燃性，氧指数较高，厚度1.6的制品，的制品，阻燃性可达到阻燃性可达到UL94V-0级。
级⑩⑩ PEEK树脂对碳纤维有较好的粘接性，经碳纤维增强树脂对碳纤维有较好的粘接性，经碳纤维增强的的PEEK具有较高的力学性能和耐热性具有较高的力学性能和耐热性 PEEK树脂的性能树脂的性能 PEEK树脂的应用树脂的应用耐高温耐高温PEEK轴承轴承PEEK板材板材/棒材棒材PEEK注塑件注塑件PEEK零件零件PEEK管线和接头管线和接头PEEK阀门阀门 聚醚酮酮聚醚酮酮(PEKK)树脂是继树脂是继PEEK之后开发的又一种具有特之后开发的又一种具有特殊结构的热塑性工程塑料，特别适合于作为高性能树脂复合殊结构的热塑性工程塑料，特别适合于作为高性能树脂复合材料的基体材料的基体1) PEKK的制备的制备①①美国美国DuPont公司法公司法 1988年制备树脂原料：二苯醚、对苯二甲酰氧，用年制备树脂原料：二苯醚、对苯二甲酰氧，用AICl3作催化剂在硝基苯溶液中于作催化剂在硝基苯溶液中于60~80℃℃下进行缩合反应，下进行缩合反应，得到的得到的PEKK分子量低，特性黏度小分子量低，特性黏度小4.2 聚醚酮酮树脂聚醚酮酮树脂(PEKK) ②②英国英国ICI法法 制备树脂原料：二苯醚，间苯二氯甲烷为溶制备树脂原料：二苯醚，间苯二氯甲烷为溶剂。
制成结晶型的剂制成结晶型的PEKK树脂树脂具有很高的热稳定性能树脂树脂具有很高的热稳定性能和力学强度和力学强度6氟双酚氟双酚A环状聚醚酮环状聚醚酮(砜砜)合成流程图合成流程图 PEKK树脂的树脂的Tg比比PEEK高高10~12℃℃；拉伸模量比；拉伸模量比PEEK高高0.7GPa，，断裂功不如断裂功不如PEEK，但比，但比EP高高10倍；倍； 作为复合材料基体树脂有足够的强度，具有优良的耐燃作为复合材料基体树脂有足够的强度，具有优良的耐燃性，氧指数高，性，氧指数高， NBS烟密度低，加工性能好烟密度低，加工性能好 (2) PEKK树脂的性能树脂的性能 PEKK的应用与的应用与PEEK相仿因PEKK的熔点高、黏度的熔点高、黏度低、成型工艺好，所以应用比低、成型工艺好，所以应用比PEEK更广泛例如：例如： ★ ★ 电线、电缆的绝缘包覆材料电线、电缆的绝缘包覆材料——可用作耐辐的原于可用作耐辐的原于能控制电缆，耐能控制电缆，耐H2S和耐热的油井电缆、飞机、船舶、和耐热的油井电缆、飞机、船舶、X光光装置等特殊电缆的包覆材料，能在苛刻条件下长期使用；装置等特殊电缆的包覆材料，能在苛刻条件下长期使用； ★ ★ 机械零部件机械零部件——注塑制品有发动机辅助部件注塑制品有发动机辅助部件(能在能在240度长期使用度长期使用)、活塞环、、活塞环、O形圈、滚珠轴承、飞机零部件、形圈、滚珠轴承、飞机零部件、抗蠕变的天线罩等。
抗蠕变的天线罩等 (3) PEKK树脂的应用树脂的应用 概述：概述： 聚苯硫醚聚苯硫醚(PPS)又名又名聚亚苯基硫醚聚亚苯基硫醚，是以，是以亚苯基硫醚亚苯基硫醚为为主链的主链的半晶态高聚物半晶态高聚物，白色粉末，有极优良的热稳定性，能，白色粉末，有极优良的热稳定性，能在在400℃℃空气或氮气中保持稳定熔融聚合物于空气中加热时空气或氮气中保持稳定熔融聚合物于空气中加热时变黑，然后凝胶和固化，交联后为热固性固体变黑，然后凝胶和固化，交联后为热固性固体聚苯硫醚树脂的制备技术：聚苯硫醚树脂的制备技术： ①①溶液聚合法溶液聚合法 以 以对二氯苯对二氯苯和和硫化钠硫化钠为原料，为原料，N—甲基吡咯烷酮甲基吡咯烷酮为溶剂为溶剂，在，在175～～350℃℃，常压至，常压至70Pa下进行反应制得下进行反应制得PPS 4.3 聚苯硫醚树脂聚苯硫醚树脂(PPS) ②②自缩聚法自缩聚法 以以卤代苯硫酚金属盐卤代苯硫酚金属盐为原料，在为原料，在吡啶溶液吡啶溶液或或无溶剂无溶剂下自缩下自缩聚制得聚苯硫醚聚制得聚苯硫醚PPS的性能：的性能： • PPS的密度为的密度为1.36g/cm3，白色粉末，硬而脆，是一种，白色粉末，硬而脆，是一种结晶结晶型高级工程塑料型高级工程塑料；；• 具有具有高的热稳定性高的热稳定性，良好的耐化学药品性，优良的电绝缘，良好的耐化学药品性，优良的电绝缘性、耐老化性、耐疲劳和阻燃性；性、耐老化性、耐疲劳和阻燃性； 4.3 聚苯硫醚树脂聚苯硫醚树脂(PPS) PPS的性能：的性能： • 线型线型PPS在在400℃℃的空气和氟气中保持稳定，的空气和氟气中保持稳定，长期使用温度长期使用温度可达可达250℃℃，经化学交联后可在，经化学交联后可在290℃℃使用。
使用• PPS为为不燃性树脂不燃性树脂，其耐燃性能优于一般工程塑料氧指，其耐燃性能优于一般工程塑料氧指数约为数约为44％，接近或超过耐燃性极优的聚氯乙烯；％，接近或超过耐燃性极优的聚氯乙烯；• 有良好的耐无机酸、碱、芳香及脂肪烃、酮、醇及氧化烃有良好的耐无机酸、碱、芳香及脂肪烃、酮、醇及氧化烃等性能；等性能；• PPS的的刚性好，但韧性差刚性好，但韧性差，冲击强度低玻璃纤维或其他，冲击强度低玻璃纤维或其他增强材料增强后，冲击强度、耐热性和其他力学性能能得到增强材料增强后，冲击强度、耐热性和其他力学性能能得到全面改进全面改进 4.3 聚苯硫醚树脂聚苯硫醚树脂(PPS) PPS的应用的应用聚苯硫醚聚苯硫醚PPS型材型材聚苯硫醚聚苯硫醚PPS板材、管材板材、管材聚苯硫醚聚苯硫醚PPS板材、管材板材、管材 1 1、聚合物基复合材料的制造、聚合物基复合材料的制造 常用制造工艺：手糊工艺、纤维缠绕、拉挤、熔融流动常用制造工艺：手糊工艺、纤维缠绕、拉挤、熔融流动1）手糊工艺）手糊工艺 分类分类：触压成型、袋压成型、高压釜成型等三类：触压成型、袋压成型、高压釜成型等三类 特点特点：适应性强，不易精确控制，需要的填料少，成型周期：适应性强，不易精确控制，需要的填料少，成型周期 长，劳动强度大等。
长，劳动强度大等 应用应用：手糊工艺的应用广泛遍及从航空航天、舰船、汽：手糊工艺的应用广泛遍及从航空航天、舰船、汽 车、化工、医疗、体育到民用的多数部门车、化工、医疗、体育到民用的多数部门5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 （（1 1）手糊制品）手糊制品 （（2）缠绕成型）缠绕成型 分类分类：干法缠绕、半干法缠绕和湿法缠绕三种：干法缠绕、半干法缠绕和湿法缠绕三种 纤维缠绕方式纤维缠绕方式：环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三种：环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三种 特点特点：： 具备能充分发挥纤维的强度，制品的质量轻，劳动强具备能充分发挥纤维的强度，制品的质量轻，劳动强 度低，度低， 质量稳定，生产效率高等优点；但不能缠绕任意形状的制质量稳定，生产效率高等优点；但不能缠绕任意形状的制 品，且生产设备成本高品，且生产设备成本高 应用应用：： 用于制造大直径的圆柱形筒体和球形封头容器，高压气用于制造大直径的圆柱形筒体和球形封头容器，高压气 瓶，电机绑环及护环，船桅杆，风机叶片，网球拍，撑竿等。
瓶，电机绑环及护环，船桅杆，风机叶片，网球拍，撑竿等5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 （（1 1）缠绕成型）缠绕成型 （（3）拉挤成型）拉挤成型 特点特点：生产过程能完全实现自动化控制，生产效率高，纤维：生产过程能完全实现自动化控制，生产效率高，纤维体积含体积含 量高（可达量高（可达80％），产品强度高，可以根据制品％），产品强度高，可以根据制品力学性能要力学性能要 求调整纵横向强度，废料少，省工，省料，求调整纵横向强度，废料少，省工，省料，省能耗，质量稳定，重复性好；但是产品形状单调，只省能耗，质量稳定，重复性好；但是产品形状单调，只能生产线性型材，而且横向强度不高能生产线性型材，而且横向强度不高 应用应用：电工领域、防腐工程、建筑工业、交通领域、运动娱：电工领域、防腐工程、建筑工业、交通领域、运动娱乐等领域乐等领域5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 （（3 3）拉挤成型）拉挤成型 （（4）熔融流动的成型技术）熔融流动的成型技术 工艺分类工艺分类：：注射成型、挤出成型和热塑成型注射成型、挤出成型和热塑成型（（5）增强反射注射模塑（）增强反射注射模塑（RRIM）） 特点特点：：产品设计自由度大，可生产大尺寸件，成型压力低，反应成型产品设计自由度大，可生产大尺寸件，成型压力低，反应成型时无模具压力，产品在模具内发热量小，制品收缩率低，尺寸时无模具压力，产品在模具内发热量小，制品收缩率低，尺寸稳定性好，制品表面质量好，成型周期短，生产成本低。
稳定性好，制品表面质量好，成型周期短，生产成本低 应用应用：：制作汽车和运动器材制作汽车和运动器材（（6）树脂传递模塑（）树脂传递模塑（RTM）） 特点特点：：制件尺寸精度高，外光质量高，可以制造两面抛光的制品，工制件尺寸精度高，外光质量高，可以制造两面抛光的制品，工艺环节少，成型效率高，适合中等规模产量的玻璃钢产品，闭艺环节少，成型效率高，适合中等规模产量的玻璃钢产品，闭模操作，不污染环境，原材料及能耗少，建厂投资少；当时其模操作，不污染环境，原材料及能耗少，建厂投资少；当时其模具设计和加工比较复杂模具设计和加工比较复杂5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 树脂传递模塑格栅树脂传递模塑格栅 FL-RTM-1不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂 树脂传递模塑树脂传递模塑树脂传递模塑（树脂传递模塑（RTMRTM）） （（7）模压成型工艺）模压成型工艺 特点特点：生产效率高，易于实现全自动化，机械：生产效率高，易于实现全自动化，机械操作，产品尺寸精度高，重复性好，表操作，产品尺寸精度高，重复性好，表面光洁，生产成本低但是，其模具制面光洁，生产成本低。
但是，其模具制造复杂，投资较大，只适合大批量生产造复杂，投资较大，只适合大批量生产 应用应用：用于制造卫星天线罩、车辆外壳、保险：用于制造卫星天线罩、车辆外壳、保险杠、传动轴油盘、轮毂、弹簧片、全塑杠、传动轴油盘、轮毂、弹簧片、全塑汽车车体、水箱、整体浴室、淋浴间底汽车车体、水箱、整体浴室、淋浴间底盘、居室门、运货箱、左翼等盘、居室门、运货箱、左翼等5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 模压成型 模压成型模压成型对焊式弯管模压成型对焊式弯管模压成型管材模压成型管材汽车（嵌入式）模压成型汽车（嵌入式）模压成型模压成型板材模压成型板材 （（8）压层及卷管成型工艺）压层及卷管成型工艺（（9）喷射成型技术）喷射成型技术 特点特点：用玻璃纤维粗纱代替织物，降 ：用玻璃纤维粗纱代替织物，降 低了材料的成本，生产效率比低了材料的成本，生产效率比手糊高手糊高2～～4倍，产品整体性好，倍，产品整体性好，无接缝，层间剪切力强度高，无接缝，层间剪切力强度高，耐渗漏性好，产品尺寸形状不耐渗漏性好，产品尺寸形状不受限制 应用：应用：适于大型制件制造，用于制作适于大型制件制造，用于制作船体、浴盆、机器外罩、整体船体、浴盆、机器外罩、整体卫生间、汽车车身构件及大型卫生间、汽车车身构件及大型浮雕制品等。
浮雕制品等超薄型树脂喷射成型超薄型树脂喷射成型 开槽和喷射零件的成型开槽和喷射零件的成型 5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 2、聚合物基复合材料的结构和性能、聚合物基复合材料的结构和性能2.1聚合物基复合材料的结构聚合物基复合材料的结构 聚合物复合材料的结构水增强同类型的不同而不同聚合物复合材料的结构水增强同类型的不同而不同增强体具有颗粒状、片状、纤维状等类型增强体具有颗粒状、片状、纤维状等类型2.2聚合物复合材料的性能聚合物复合材料的性能 聚合物复合材料多以纤维预浸聚合物而成的预浸料形聚合物复合材料多以纤维预浸聚合物而成的预浸料形式，经过铺层、固化等工艺形成层合结构因此复合材料式，经过铺层、固化等工艺形成层合结构因此复合材料性能表现为预浸料性能、层合板性能以及以层合板为面板性能表现为预浸料性能、层合板性能以及以层合板为面板的夹芯板的性能的夹芯板的性能5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 (1)预浸料性能预浸料性能 树脂含量、挥发分含量、粘性、树脂流动度和凝胶时间树脂含量、挥发分含量、粘性、树脂流动度和凝胶时间.(2)层合板性能层合板性能 物理性能、力学性能、湿热综合作用、应力腐蚀、紫外线辐射、断裂物理性能、力学性能、湿热综合作用、应力腐蚀、紫外线辐射、断裂性能以及电学、燃烧、耐化学介质性能等等；性能以及电学、燃烧、耐化学介质性能等等；(3)夹芯板性能夹芯板性能 主要体现在芯材性能、面板性能和夹芯板整体性能等。
主要体现在芯材性能、面板性能和夹芯板整体性能等5.1.2 聚合物基体复合材料聚合物基体复合材料 That’s all 。