第十二章、层压塑料和增强塑料.ppt

第十二章层压塑料和增强塑料的成型12.1概述12.2增强塑料的组成12.3胶接作用和表面处理12.4增强塑料的成型12.1概述12.2增强塑料的组成12.3胶接作用和表面处理12.4增强塑料的成型12.1概述增强塑料是指聚合物与增强材料相结合而提高力学强度的有机复合材料。层压塑料也是增强塑料的一部分构成两者的主体材料都是树脂和增强物不同的是层压塑料强调了片状底材的层叠。增强塑料的性能特点：比强度高。ρ<2×103kg/m3热性能良好。增强塑料的热变形温度高收缩率小导热系数低。耐化学腐蚀性强。如尼龙耐碱聚苯醚耐高温水蒸气聚甲醛耐水、耐有机溶剂等。电绝缘性能优良。复合材料的集散分布情况①颗粒(粒子)弥散强化复合材料②晶须强化复合材料纤维强化复合材料织物/非织物强化复合材料12.1概述12.2增强塑料的组成12.3胶接作用和表面处理12.4增强塑料的成型12.2增强塑料的组成热固性树脂（2）环氧树脂通常使用的是稠厚液体固化时常用酐类或胺类化合物为硬化剂。由于固化反应无气体副产物放出可选用低压成型方法。优点：环氧树脂对各种增强物的胶接作用都很好。缺点：脱模会发生困难固化时收缩率较小。（3）酚醛树脂酚醛树脂成为增强塑料分预浸和层压两步。首先将树脂的水溶液或醇溶液涂浸在增强物上并使其固化反应进行至乙阶段借以逐出溶剂和部分固化反应的副产物；然后对预浸物采用高压成型反应至丙阶段。工业上习惯将热固性树脂交联过程分为三个阶段：①甲阶（P<Pc）此阶段树脂具有良好的可溶、可熔性。②乙阶（P≈Pc）分子间产生部分交联键和形成交联。此时树脂的可溶、可熔性下降但仍然可塑。③丙阶(P>Pc)此阶段分子具有网状结构树脂达到不溶不熔的深度交联。（4）有机硅树脂有机性溶液固化时象酚醛树脂一样有挥发性物质出来成型时也需预浸和高压且固化时间较长。这类树脂常用于制品电绝缘性能、强度和耐热性要求高的场合成本也较高。（5）三聚氰胺甲醛树脂成型时要放出挥发性物质必须经过预浸。这类树脂具有优越的抗电弧性上色范围广、硬度高、耐磨性好、耐热性高等优点。但是成本较高。除上述几种热固性树脂外近年来新发展的有三聚氰氨三丙烯酯、聚磷苯二甲酸二丙烯酯和聚间苯二甲酸二丙烯酯、聚酰亚胺等二十多种热固性树脂。12.2增强塑料的组成聚酰胺树脂；聚烯烃树脂；PS树脂；聚甲醛树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂；聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂；PC树脂；改性聚苯醚树脂；聚苯硫醚树脂。二、增强材料1、玻璃纤维；按化学成分可分为无碱、中碱、高碱、高弹、高强等几种。2、碳纤维；3、硼纤维；4、碳化硼纤维；5、晶须（单晶类纤维Al2O3、SiC、SiO2）；6、石棉纤维。12.3胶接作用和表面处理复合材料的组成界面结构示意图一、胶接作用加入“双亲分子”的表面处理剂这种物质的分子一端具有亲极性增强材料的极性基团另一端是亲非极性树脂的非极性基团则可在增强材料与树脂之间起一种胶接作用。复合材料的界面理论处理剂（1）有机络合物类。常用的是甲基丙烯酸二氯化铬络合物（沃兰）（2）有机硅烷类偶联剂（3）钛酸酯类偶联剂4）铝酸酯类偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团一个是亲无机物的基团易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。偶联剂被称作“分子桥”用以改善无机物与有机物之间的界面作用从而大大提高复合材料的性能如物理性能、电性能、热性能、光性能等。式中n=0～3；Y代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力；X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）这些基团水解时即生成硅醇（Si(OH)3）而与无机物质结合形成硅氧烷。硅烷偶联剂在国内有KH550KH560KH570KH792DL602DL171这几种型号。表面预处理法：将硅烷偶联剂配成0.5～1%浓度的稀溶液使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。迁移法：将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中一般加入量为基体树脂量的1～5%。涂胶后依靠分子的扩散作用偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对于需要固化的胶粘剂涂胶后需放置一段时间再进行固化以使偶联剂完成迁移过程方能获得较好的效果。底面法：5%-20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述通过涂、刷、喷浸渍处理基材表面取出室温晾干24小时最好在120℃下烘烤15分钟。直接加入法：硅烷亦可直