復(fù)合材料論文 新型復(fù)合材料基體材料發(fā)展

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1、新型復(fù)合材料基體材料發(fā)展李珈(北京服裝學(xué)院100029材料學(xué)院高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)09204班23號(hào))摘要通過(guò)回顧國(guó)內(nèi)外近代新型復(fù)合材料基體材料的發(fā)展,分類(lèi)列舉一些具體的研究成果,并總結(jié)幾種基體材料的應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)現(xiàn)存材料的一些缺點(diǎn)與不足進(jìn)行思考,對(duì)未來(lái)基體材料的發(fā)展方向給予展望。關(guān)鍵詞復(fù)合材料;基體材料ReviewofthedevelopmentontheMatrixforCompositesLiJia(BeijinginstituteofFashionTechnology;100029;SchoolofMaterials

2、ScienceandEngineering;HighpolymermaterialsandEngineering;Class09204No.23)Abstract:TheresearchprogressandvarietyapplicationsofMatrixforCompositesweresummarizedandreviewedingeneral.Detailsonsomeexperimentalaswellasindustrialachievementswerelistedincategories.Through

3、consideringtheshortcomingsofcurrentmaterielsusedasMatrix,bringoutthebasicassumptionforfuturedevelopmentinthisfield.Keywords:Composites;Matrix前言復(fù)合材料(Compositematerials),是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過(guò)物理或化學(xué)的方法組成的具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。隨著人們對(duì)于高

4、性能材料的要求日益復(fù)雜和嚴(yán)格,開(kāi)發(fā)新型的先進(jìn)的復(fù)合材料成為了人們的研究重點(diǎn)。因此總結(jié)和了解現(xiàn)代基體材料的發(fā)展對(duì)于以后的研究有著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料根據(jù)基體種類(lèi)可分為樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料等。本文將集中探討樹(shù)脂基復(fù)合材料。樹(shù)脂基復(fù)合材料是最先開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣的,因此應(yīng)用面最廣、產(chǎn)業(yè)化程度最高。根據(jù)基體的受熱行為可分為熱塑性復(fù)合材料和熱固性復(fù)合材料。而熱塑性復(fù)合材料是發(fā)展較晚的,其中包含很多的新型較先進(jìn)的材料,下面將重點(diǎn)探討熱塑性復(fù)合材料的研究發(fā)展。正文1.樹(shù)脂基復(fù)合材料概述1.1熱

5、固性樹(shù)脂基復(fù)合材料熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料是指以熱固性樹(shù)脂如不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等為基體,以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強(qiáng)材料制成的復(fù)合材料。中國(guó)樹(shù)脂基復(fù)合材料始于1958年,通過(guò)大量引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),發(fā)展相當(dāng)迅猛。在建筑、防腐、輕工、交通運(yùn)輸、造船等工業(yè)領(lǐng)域以及建筑,石油化工,交通運(yùn)輸,航空航天及軍事領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料的基體材料主要有環(huán)氧樹(shù)脂,聚酯,聚酰亞胺,酚醛樹(shù)脂四類(lèi)。其中,環(huán)氧樹(shù)脂體系是先進(jìn)基體材料中應(yīng)用最為廣泛的一種樹(shù)脂體系,現(xiàn)代軍隊(duì)及航空航天

6、領(lǐng)域的許多產(chǎn)品多用它的增強(qiáng)材料來(lái)做。下文中將會(huì)對(duì)一些針對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的改性研究及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)陳述。而酚醛樹(shù)脂是開(kāi)發(fā)始于1910年的歷史最長(zhǎng)的合成樹(shù)脂[1]。而聚酰亞胺則是另一種十分重要的集體材料,十分有名的雙馬來(lái)酰胺(BMI)即是一種特殊的API體系(熱固性聚酰亞胺),而通過(guò)在聚酰亞胺主鏈上加入側(cè)基或柔性鍵,則可以制得熱塑性聚酰亞胺(TPI)。1.2.熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料中國(guó)的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末期,近十年來(lái)取得了快速發(fā)展,2000年產(chǎn)量達(dá)到12萬(wàn)噸,約占樹(shù)脂基復(fù)合材料總產(chǎn)量的17%,與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有差距

7、。[2]過(guò)去基體材料主要以PA及PP為主,漸漸地作為熱塑性復(fù)合材料的基體材料越來(lái)越多,如今,新型的,或者說(shuō)應(yīng)用于先進(jìn)復(fù)合材料中的基體材料主要有亞芳基聚合物,聚苯硫醚(PPS),聚醚醚酮(PEEK),聚酰胺亞胺(PAI),熱塑性聚酰亞胺(TPI),聚苯醚(PPE),以及聚硫醚砜,液晶聚合物,聚醚腈等。下文將就先進(jìn)復(fù)合材料基體樹(shù)脂材料進(jìn)行詳細(xì)的探討。2.先進(jìn)復(fù)合材料基體材料下面將針對(duì)聚苯硫醚(PPS),聚醚醚酮(PEEK),聚酰胺亞胺(PAI),熱塑性聚酰亞胺(TPI),聚苯醚(PPE),以及聚硫醚砜,液晶聚合物,聚醚腈每種基

8、體材料在近些年的發(fā)展以及應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行逐一總結(jié)概括。2.1聚醚醚酮(PEEK)2.1.1聚醚醚酮(PEEK)優(yōu)勢(shì)與性能聚醚醚酮(PEEK)是一種半結(jié)晶性的芳香族線性熱塑性工程塑料,由于它兼具芳香族熱固性塑料的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性,及熱塑性塑料的易加工性的特點(diǎn),且具有無(wú)毒、重量輕和拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)

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