热固性聚合物基复合材料第六组终稿

1、热固性聚合物基复合材料热固性聚合物基复合材料Thermosetting Polymer-based Composites查找资料：李维康、李延峰查找资料：李维康、李延峰PPT制作：王增强、赵知渊制作：王增强、赵知渊PPT讲解：赵知渊讲解：赵知渊 热固性聚合物基复合材料发展方向热固性聚合物基复合材料发展方向 热固性聚合物基复合材料废弃物回收利用热固性聚合物基复合材料废弃物回收利用热固性聚合物的定义热固性聚合物的定义（Define）一一 热固性聚合物基复合材料的制备与成型热固性聚合物基复合材料的制备与成型 热固性树脂的增韧方法及其增韧机理热固性树脂的增韧方法及其增韧机理 常见的热固性聚合物基体常见

2、的热固性聚合物基体二二三三四四五五六六 （Thermosetting Polymer） 线形聚合物在加热条件下发生了线形聚合物在加热条件下发生了交联反应交联反应，形成了形成了网状或体型结构网状或体型结构，成型后，成型后再加热时不能再加热时不能熔融熔融塑化，也塑化，也不溶于溶剂不溶于溶剂，这类聚合物称为热，这类聚合物称为热固性聚合物。固性聚合物。 一个化学反应 三个特征线性（加工前） 交联型（加工后） 热固性聚合物基复合材料，又称热固性纤维增强塑料，是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性树脂基体, 经复合而成。成成本本投投资资规规模模形状形状操作操作周周期期效效率率性能性能其他其他手糊成型手糊成

3、型低 小 大 复杂人工长 低 与工作人员的技术有关材料广；结构能制成夹层；设计易改变注注射成型射成型低 大 大 复杂半机械短 高 制品整体效果好，强度差污染大；固化不均匀；有气泡。模压成型模压成型低 大 中小简单机械短 高 成品美观尺寸准确重复性好各向同性孔隙少程序复杂可一次成型。袋压成型袋压成型低 小 大 复杂半机械短 高 好缠绕成型缠绕成型低 大 大 回转体机械短 高 产品准确度高且质量稳定技术要求严；表面有凹陷的制品不能缠绕。热压罐成热压罐成型型低 大 大 简单机械短 高 质量高结构不简单拉挤成型拉挤成型低 大 大 杆机械短 高 轴向性能优异制品横断面恒定一般的热固性塑料加工流程图（注射

4、成型）热固与热塑：工艺程序相同，但工艺参数条件不同。常用注塑成型注塑机：柱塞式、螺杆式（混炼性、塑化性）特点效率高压力和流量可调系统噪声低寿命长密封可靠具有手动、半自动两种工作模式。 功能特点： 1、工作方便且生产效率高 2、定位精度高、合模准确 3、自动化 4、圆盘2、3、4站可选 5、30，000台湾宜得世60,000141、用刚性无机填料,橡胶弹性体、热塑性树脂单体和热致性液晶(TLCP)聚合物等第二相来增韧改性。热塑性树脂贯穿增韧热塑性树脂架桥增韧2、用热塑性树脂连续贯穿于热固性树脂网络中,形成半互穿网络聚合物(S-IPN)来增韧改性 1 1、酚醛树脂、酚醛树脂（PF）( (电木电木)

5、 )合成：过量的甲醛过量的甲醛和苯酚苯酚进行缩聚反应缩聚反应，在氨或氢氨或氢氧化钠氧化钠碱性催化作用下，生成热固性PF树脂。区分：热塑性PF 淡黄色至红棕色透明粘稠液体 酚醛树脂实验制作视频常见的常见的PFPF黑色黑色制品，燃烧难，制品，燃烧难，火焰黄色火化，火焰黄色火化，酚味，并有强酚味，并有强烈的甲醛味，烈的甲醛味，发生开裂现象。发生开裂现象。酚醛树脂耐高温视频（氧炔焰中心温度3000多度） 2 2、氨基塑料、氨基塑料酚醛塑料应用与性能制作隔音材料、隔热材料等耐火材料、摩擦材料具有氨基的有机物（脲、三聚氰胺或具有氨基的有机物（脲、三聚氰胺或苯胺）与醛类化合物苯胺）与醛类化合物，缩聚缩聚。以

6、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂为主。以脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂为主。 1920年开始应用，无色透明，有机玻璃，易龟裂，耐水性不好。（1 1）脲醛塑料）脲醛塑料（UF）Urea-formaldehyde Resin（电玉）电玉） 1929年德国的IG公司，工业化生产，胶合板和木材胶粘剂，模塑材料。价格较低，耐水性和耐热性不如酚醛树脂。脲醛树脂扣脲醛树脂制作马桶盖应用：1、耐水性和介电性能要求不高的制品，如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖，餐具。2、胶粘剂中用量最大的品种.3、灯罩、插座、麻将牌，围棋子、象棋子等（硬度、密度、耐溶剂，颜色）。4、泡沫材料、微胶囊

7、等。（2）三聚氰胺（MF、MPF）Melamine-formaldehyde resin (MF)、Melamine-phenol-formaldehyde resin (MPF) 1938年瑞士汽巴公司首先获得三聚氰胺的制造专利。 1951年日本开始工业化生产。（无色透明） 三聚氰胺甲醛树脂的反应历程、树脂结构及固化方式都和脲醛树脂基本相同。 三聚氰胺与甲醛发生加成反应，生成羟甲基衍生物（配比1-6，3为主）。 无色透明在沸水中稳定、耐高温、自熄性、抗电弧性、来源广泛、价格低廉涂料、装饰板、模塑材料、胶粘剂、涂料、装饰板、模塑材料、胶粘剂、泡沫、微胶囊泡沫、微胶囊等。等。性能性能脲醛树脲醛树

8、脂脂MFMF密度，密度，g/cmg/cm3 3吸水率，吸水率，% %收缩率，收缩率，% %拉西格流动性，拉西格流动性，mmmm马丁耐热，马丁耐热，冲击强度，冲击强度，kJ/mkJ/m2 2弯曲强度，弯曲强度，MPaMPa1.51.50.50.50.60.61751751001008.08.01001001.51.50.150.150.4-0.50.4-0.5110-119110-1191301307.07.08888氨基树脂的应用：氨基树脂的应用：1 1、绝缘、绝缘材料、餐具。2、粘合剂、涂料涂料、织物和纸张处理剂等。3、色彩鲜艳的塑料制品。4、航空、电器、建筑等部门，装装饰材料、隔热、隔音饰

9、材料、隔热、隔音材料。性能：性能：电绝缘、无毒电绝缘、无毒耐热性、耐酸性好耐热性、耐酸性好无色、半透明无色、半透明坚硬、耐刮伤坚硬、耐刮伤 3 3、环氧树脂环氧树脂（EP） 1940年，瑞士的汽巴公司（CIBA）和美国的SHELL公司开始工业化生产，胶粘剂和涂料，用途广泛。分类:缩水甘油醚类（F、S、A；酚醛；肪族；溴代）缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂环族环氧树脂、环氧化烯烃类、新型环氧树脂（海因环氧树脂、酰亚胺环氧树脂）定义：环氧基，固化反应，不溶、不熔三维空间网状结构。制备：大部分由双酚A和环氧氯丙烷进行缩聚的产物。识别：燃烧情况是慢慢燃烧、火焰黄色有黑烟、并喷溅黄色火星，由刺鼻酚气味，燃

10、烧处变黑。性能：醚键、羟基、苯电绝缘、粘合、加工性能优异、稳定、收缩率低、强度高、价格低。应用：EP 基体是应用最普遍的树脂基体。1、印刷电路的线路板2、高压管道和压力容器中和建筑结构工程中补强。环氧树脂胶环氧树脂固化剂环氧树脂 led封装剂3、涂料（自流平地板、金属板上的喷粉）、环氧树脂类油漆、胶类、封装剂4、国内飞机结构及航天结构用碳纤维复合材料的基体垂尾壁板T300/4211前机身T300/LWR-1直升机旋翼T300/YEW-7808也用作粘合剂 改性方法：橡胶弹性体增韧、热塑性树脂增韧和热致液晶增韧。 公司公司型号型号CAI（MPa）BASF/NarmcoRigidite X5255

11、 -3345Toray-Hex cel3900 -2/T800H368ICI -Fiberite977 -1/IM7 348北京航空材料北京航空材料研究院研究院T300/5228 190北京航空材料北京航空材料研究院研究院T800/5228250高韧性的环氧/碳纤维复合材料：航天、雷达4 4、呋喃树脂、呋喃树脂糠醛，含有呋喃环。优点：耐蚀、耐热、来源广泛、工艺简单缺点：脆性大、粘结性差、施工工艺差70年代中期，耐蚀玻璃钢，高温强腐蚀环境。性质：耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂，耐高温。应用：(1)防腐蚀的胶泥，化工设备衬里、涂料。(2)耐热材料，150。(3)搅拌装置、贮槽及

12、管道。(4)造型，模具。(5)玻璃钢、自硬砂 5 5、硅树脂、硅树脂 硅树脂（有机硅），1943年由美国最早工业化生产。 以Si-O-Si为主链，其他有机基团为侧链的特殊结构硅橡胶自熄管硅橡胶塞子硅橡胶玻璃纤维套管 憎水、电绝缘、耐高低温、化学稳定、脱模及生理惰性 有机硅油（消泡剂、脱模剂、导热油、化妆品）、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等。 6 6、不饱合聚酯树脂、不饱合聚酯树脂1、不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚： 线型，不饱和双键和酯键。2、经交联剂苯乙烯稀释3、加入固化剂共聚：体型。优点：工艺性能优良、综合性能良好、品种多，适应性广、价格较低缺点：固化时体积收缩率较大、贮存期限、气味

13、7 7、双马来酰亚胺、双马来酰亚胺(BMI)(BMI)树脂基体树脂基体顺丁稀二酸酐为原料 吸湿率较低,高强度、高模量、耐高温（150-250）和低相对密度 高性能多层印制电路板及电子封装、玻璃布层压板。电子电器工业和交通运输工业、高速飞机主受力结构用复合材料 8 8、氰酸酯树脂、氰酸酯树脂介电常数2.83.2介电损耗角正切tan 310-3810-3tg240290吸湿率1.5% 9 9、聚酰亚胺树脂基体、聚酰亚胺树脂基体 反应性聚酞亚胺作为一种热稳定性复合材料基体, 可以在高温环境中作为结构承力构件来使用, 现在已经广泛应用于航空航天领域。 热固性聚酞亚胺树脂除了BMI树脂外, 主要有PMR 聚酞亚胺和乙炔封端聚酞亚胺两类。五、热固性聚合物基复合材料废五、热固性聚合物基复合材料废弃物回收利用弃物回收利用回收利用方法 物理回收（机械） 化学回收（热解、溶解） 热能回收使用温度较低使用温度较低, ,在长时在长时间使用的条件下间使用的条件下, , 环氧