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1、聚合物基復(fù)合材料復(fù)習(xí)要點復(fù)合材料基體聚合物基復(fù)合材料高分子專業(yè)考試復(fù)習(xí)資料現(xiàn)己完結(jié),另有小抄版本稍后更新第三章復(fù)合材料基體3.1不飽和聚酯樹脂不飽和聚酯的合成原理組成:不飽和二元酸或酸酉千、飽和二元酸或酸酹與二元醇縮聚得到的低分子量聚合物3.1.1原材料(1)二元酸:不飽和二元酸和飽和二元酸的混合酸;不飽和二元酸:順酊和反丁烯二酸;順酊:熔點低,縮水量少,價廉;異構(gòu)化:與反應(yīng)溫度、二元醇類型和聚酯的酸值有關(guān);反式雙鍵較活潑,冇利于提高固化反應(yīng)程度;反丁烯二酸:固化快,程度高,分子排列規(guī)整。耐熱性、力學(xué)性能和耐腐蝕性較好。(2)
2、飽和二元酸:調(diào)節(jié)雙鍵密度;苯肝:增加樹脂韌性,降低結(jié)晶性,增加與交聯(lián)單體苯乙烯的相容性;間苯二甲酸:更好的力學(xué)性能,韌性,耐熱和耐腐蝕性;對苯二甲酸:拉伸強度高;納狄克酸酹:耐熱性好;四氫苯肝:改善表面發(fā)黏;氯茵酸酹,四漠苯Bh口熄性;脂肪族二元酸:柔韌性好。晶傾向小,與苯乙烯相容性好,硬度較高;乙二醇:結(jié)晶傾向強,與苯乙烯相容性較差,需對聚酯端疑基?;蚣?8%1,2-丙二醇降低結(jié)晶性;一縮二乙(丙)二醇:基本無結(jié)晶,增加鏈柔性,彎曲強度和拉伸強度高,耐水性和介電性有所降低;新戊二醇:耐熱性和表面硬度高;D-33:耐腐蝕,
3、耐堿,單獨使用固化速度太慢。(3)交聯(lián)單體苯乙烯:相容性好,綜合性能較好,價格低;用豊與聚酯類型和分子量,不飽和酸的比例有關(guān);乙烯基甲苯:比苯乙烯活潑。吸水性低,介電性尤其是耐電弧性有所改善,體積收縮率低4%;二乙烯基苯:非?;顫姡Ec等量苯乙烯并用。交聯(lián)密度大,硬度和耐熱性好,耐溶劑性好,脆性大;甲基丙烯酸甲酯:共聚傾向性小,常與苯乙烯共用。優(yōu)點:改進耐候性,黏度小,浸潤快,折射率低,透光度好;缺點:易揮發(fā),體積收縮率高;烯丙基酯類(DAP等):活性低,揮發(fā)性和固化放熱峰溫度低,廣泛用于制備模壓料,耐熱性和尺寸穩(wěn)定性好。3.
4、2影響固化樹脂性能的因素:不飽和聚酯的相對分子質(zhì)量:二元醇過量5^10%,分子量1000^3000;力學(xué)強度、耐熱性、介電性能、耐水和耐腐蝕性都隨分子量增加而提高(2000^2500時物理性能較好)3.3不飽和聚酯樹脂的合成不飽和聚酯樹脂的合成工藝流程:線型不飽和聚酯的合成,苯乙烯稀釋回流;用聚酯的酸值控00制終點;降溫至180C,加入石蠟和阻聚劑,降至155C;稀釋,冷卻,過濾,包裝。技術(shù)指標:黏度、酸值、凝膠時間、固體含量一步法和二步法3.4不飽和聚酯樹脂的固化3.4.1固化的含義:液體樹脂發(fā)牛交聯(lián)反應(yīng)而轉(zhuǎn)變成不溶、不熔的
5、具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固化物的全過程。不飽和聚酯樹脂的固化特征:酚醛樹脂:A階■液體,B階■凝膠,C階■堅硬固體;不飽和聚酯樹脂:凝膠,定型,熟化。3.4.2不飽和聚酯樹脂的固化原理共聚過程:鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止a?鏈引發(fā):過氧化物、氧化還原、紫外b.鏈增長:c.鏈終止:偶合終止固化樹脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):不飽和聚酯分子交聯(lián)點間苯乙烯的重復(fù)單元數(shù);不飽和聚酯分子中雙鍵反應(yīng)百分數(shù)(交聯(lián)點數(shù)目):反式雙鍵比例越高,雙鍵轉(zhuǎn)化率越高;苯乙烯含量越高,雙鍵轉(zhuǎn)化率越高。3.5其他類型的不飽和聚酯樹脂3.5.1乙烯基酯樹脂:以不飽和酸和帶活性點的低分
6、子量聚合物為原料,反應(yīng)得到的分子端基或側(cè)基含有雙鍵的樹脂,工業(yè)上通常溶于苯乙烯等交聯(lián)單體中。類似于環(huán)氧樹脂,工藝性能類似于不飽和聚酯樹脂。耐腐蝕性好,韌性和對玻璃纖維的浸潤性良好。a?乙烯基:位于鏈端,活性非常高,能均聚,也可與交聯(lián)單體共聚;b.甲基:可屏蔽酯鍵,提高耐化學(xué)性和耐水性;c?酯鍵:每單位相對分子質(zhì)量酯鍵比耐腐蝕不飽和聚酯少35^50%,提高在堿性溶液中的耐水解性;d?仲拜基:改善對玻璃纖維的浸潤性和黏結(jié)性;e?環(huán)氧樹脂骨架:賦予樹脂韌性,醛鍵使樹脂具有優(yōu)異的耐酸性,雙酚A結(jié)構(gòu)使樹脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性和熱機械性能。
7、1)雙酚A環(huán)氧型乙烯基樹脂:樹脂的合成:樹脂的改性:a?反丁烯二酸:較好的固化性能和更高的熱變形溫度;b.己二酸:柔順性好;c.酸肝:引入竣基,具有增稠特性,較好的浸潤性;d?異氤酸酯:具有較好的耐熱性和浸潤性,強度高;e.橡膠:增加韌性和黏結(jié)性,降低收縮率和放熱峰溫度。2)澳化雙酚A環(huán)氧型乙烯基酯樹脂:具有優(yōu)異的阻燃和耐腐蝕性能3)酚醛環(huán)氧型乙烯基酯樹脂:具有較好的耐熱、耐溶劑和耐腐蝕性能4)異氧酸酯型乙烯基酯樹脂:黏結(jié)性能好,固化反應(yīng)活性高,適于制備添加型阻燃材料3.5.2烯丙基酯樹脂:化成型。3.5.2.1烯丙基酯樹脂的
8、合成:①直接酯化法:②酰氯法:③酯交換法:④鈉鹽法:03.5.2.2烯丙基酯樹脂的聚合反應(yīng):①預(yù)聚合(B■聚合物,80-100C):o②固化反應(yīng)(丫?聚合物,1004500;固化溫度和時間對固化程度的影響。3.5.23烯丙基酯樹脂的性能:優(yōu)良的耐熱性、耐候性、介電性能和尺寸穩(wěn)