树脂基复合材料(1)基体树脂.ppt

迟伟东主要参考书
《高性能答.复合材料》，郝元恺、肖加余，化学工业出版社。
《复合材料工艺学》，肖翠荣、唐羽章，国防工业大学出版社。
《聚合物基复合材料》，宋焕成、赵时熙，国防工业出版社。
《碳纤维及其复合材料》，贺福、王茂章，科学出版社。
《高性能树脂基体》，陈祥宝等，化学出版社。
《复合材料概论》，王荣国等，哈尔滨工业大学出版社。
《纤维复合材料》，肖长发，中国石化出版社。
《复合材料导论》，张双寅等译，中国建筑出版社。
复合材料树脂基复合材料树脂基复合材料的概述一、树脂基复合材料的发展历史1949年：模压成型技术研究成功。1963年前后在美、法、日等国先后开发了高产量、大幅宽、连续生产的玻璃纤维复合材料板材生产线.进入20世纪70年代，出现了先进复合材料（AdvancedCompositeMaterials,简称ACM）。这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。在70年代树脂反应注射成型（ReactionInjectionMolding,简称RIM）和增强树脂反应注射成型（ReinforcedReactionInjectionMolding,简称RRIM）两种技术研究成功，自从先进复合材料投入应用以来，有三件值得一提的成果。树脂基复合材料在中国的发展二、树脂基复合材料的优点树脂基复合材料的特点第二节树脂基复合材料的原料一、树脂1、热固性树脂不饱和聚酯不饱和聚酯的树脂体系：

交联剂：烯类单体，包括苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯等。
引发剂：打开交联剂分子和不饱和聚酯分子链上的双键，开形成自由基，发生自由共聚反应，达到交联固化的目的。引发剂一般为过氧化物。
增稠剂：调节其粘度（碱金属的氧化物、氢氧化物，如MgO,CaO,Mg(OH)）不饱合聚酯树脂的性质2、化学性质

1）主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应，转变成不溶、不熔状态。

2）主链上的酯键可以发生水解反应，酸或碱可以加速该反应。若与苯乙烯共聚交联后，则可以大大地降低水解反应的发生。

3）在酸性介质中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介质的侵蚀；在碱性介质中，由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子，水解成为不可逆的，所以聚酯耐碱性较差。
4）聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物[例如MgO，CaO，Ca(OH)2等]反应，使不饱和聚酯分子链扩展，最终有可能形成络合物。分子链扩展可使起始粘度为0.1～1.0Pa·s粘性液体状树脂，在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上，直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。树脂处于这一状态时并未交联，在合适的溶剂中仍可溶解，加热时有良好的流动性
其增稠机理如下：
不饱和聚酯树脂种类按性能分类：
通用型；
耐腐蚀型；
阻燃型；
低收缩型；
耐侯型聚酯树脂；
常用交联剂：

苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。
苯乙烯的优缺点：
优点：
粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。缺点：
沸点较低（145℃），易挥发，有一定毒性，对人体有害。

用量对性能的影响：
苯乙烯用量过多：胶液稀，操作时易流胶；制品固化收缩率大。
苯乙烯用量过小：树脂胶液粘度大，不易使用；同时固化不完全，制品的软化温度低。用量一般在30～40％。
引发剂
引发剂可以产生自由基，引发树脂体系进行固化反应。引发剂一般为过氧化物，其通式为ROOR`。引发剂的主要类型有：氢过氧化物、酸过氧化物、酮过氧化物、酯过氧化物、二酰基过氧化物。最常用的有：

过氧化二苯甲酰

过氧化环己酮（混合物）

过氧化甲乙酮（混合物）
过氧化物的特性指标：
以活性氧含量；
临界温度；
半衰期来评价

①活性氧含量
表明可以产生自由基量的指标。名称③半衰期
在给定条件下，引发剂分解一半所需时间，表明了引发剂的反应速度。
一般情况下引发剂用量增加，反应速度增加。用量过少，反应速度慢，甚至固化不完全；用量过大，反应速度过快，放热峰过高，影响产品质量，而且成本高。
引发剂的用量一般控制在0.5～2％之间。这种能使引发剂降低分解活化能，降低引发温度的物质称为促进剂。
引发剂－促进剂体系称为引发系统
常用的引发剂－促进剂体系有：
过氧化苯甲酰－叔胺体系
过氧化环己酮－环烷酸钴叔胺类B酮过氧化物－环烷酸钴引发体系是空气中的O2和水分有明显的“阻聚”作用
自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍，一般聚酯树脂制品固化时，表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖，也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类，否则自由基与周围空气中的O2、H2O反应，耗去大部分自由基，造成表