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《加固用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料預(yù)制片材的研究綜述.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、加固用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料預(yù)制片材的研究綜述鄭孝霞，錢春香(東南大學(xué)材料科學(xué)與工程系，南京210096)摘要：本文綜述了加固用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料(CFRTP)預(yù)制片材的特點(diǎn)、原材料的發(fā)展憎況、國內(nèi)外現(xiàn)有的制備技術(shù)。指出該預(yù)制片材因?yàn)槠渚哂袃?yōu)良的力學(xué)性能、良好的耐腐蝕性、低成本、成型周期短以及可回收等特點(diǎn)，將成為新型的加固材料而用于土木工程的加固修補(bǔ)領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：熱塑性樹脂復(fù)合材料；熱塑性樹脂；纖維：預(yù)浸潰；加固中圖分類號：TQ327.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007?9815(2003)05-0()36-0
2、6■>/—X—冃I」5纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(Fiberreinforcedplastic,簡稱FRP)是一種以樹脂為基體，纖維充當(dāng)增強(qiáng)劑而組成的復(fù)合材料。FRP因?yàn)榫哂休p質(zhì)高強(qiáng)一高比強(qiáng)度、比模量，抗疲勞性能好，減震性好，破損安全性好，耐化學(xué)腐蝕，熱導(dǎo)電率低，線膨脹系數(shù)小，熱應(yīng)力小等優(yōu)良性能，已被廣泛用于土木工程中的混凝土破損結(jié)構(gòu)的加固和修補(bǔ)。用FRP代替鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)起于20世紀(jì)80年代末，發(fā)展至今已成為最成功的加固方法。目前為止，全世界已有數(shù)千個(gè)用FRP對梁、柱、橋面板、樓板、墻、拱、煙囪及隧道等結(jié)構(gòu)實(shí)施維修加固的實(shí)例，單日本就
3、有441Q件，至今仍無一例有關(guān)使用FRP失敗的報(bào)道。目前用于加固的FRP主要由熱固性樹脂基體(如環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、酚醛樹脂，聚酰帀胺等)和高性能增強(qiáng)纖維(如玻璃纖維、碳纖組和芳綸等)制備而成。其用于加固的方法一般有兩種：一是預(yù)制成片材利用環(huán)氧膠粘劑粘貼加固；二是編織成纖維單向布現(xiàn)場涂刷樹脂基體加固。這種熱固性樹脂存在著較多缺點(diǎn)，如哽而脆、耐沖擊性差、斷裂韌性椎、損傷容限低、力口十m4*n1/rdI~~ITViVr>-r.宀III.-V-EI1,丄n比，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料(Continuousfiberreinforc
4、edthermoplastic,簡稱CFRTP)卻具有很多優(yōu)點(diǎn)卩⑸。如斷裂韌性高；成型過程中無化學(xué)反應(yīng)，成型速度快，成理周期短；預(yù)浸料可以無限期存放，且對存放無特殊要求；熱塑性樹脂有相當(dāng)好的耐溶劑性，易叵收再加工，無環(huán)境污染；能夠?qū)崿F(xiàn)快速、無再染、自動(dòng)化生產(chǎn)。因此，CFRTP加固片材的研制與開發(fā)已成為一個(gè)新的研究課題，受到了越來越多的研究人員的關(guān)注。在不久的將來，有望取代熱固性FRP而用于加固領(lǐng)域。其加固形式采用預(yù)制成很薄的片材，用環(huán)氧樹脂膠粘劑粘貼在混嫌土建筑物表面，這種加固方式能較好的體現(xiàn)出耐用加固材料的整體性能均一性。1CFRTP
5、所用主要原材1.1熱塑性樹脂熱塑性樹脂在復(fù)合材料中起著傳遞荷載、保證增強(qiáng)纖維有一定的取向、保護(hù)纖維免受磨損笊作用，同時(shí)還決定了FRP的強(qiáng)度、加工性能和抗環(huán)境性。熱塑性樹脂的品種很多，在研制加固用FRP中熱塑性樹脂的選擇除了要具備良好的機(jī)械性能、耐久性外，還應(yīng)考慮到成型加工溫度及經(jīng)收稿日期：2()03-07-25；修定日期：2003-09-30基金項(xiàng)目：江蘇省高技術(shù)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(BG2002001)。作者簡介：鄭孝霞(1979?).女.浙江紹興人，在讀碩士生，主要從事聚合物基復(fù)合材料研究。表熱塑性樹脂的熱性能聚合物形態(tài)T.n/°C熱變
6、形溫度/°c加工溫度/°c聚乙烯結(jié)晶-11013791175-275聚丙烯結(jié)晶-1016560200-260尼龍?6聚結(jié)晶形5026575270-325苯乙烯無定形10024090175-260聚醍硯無定形310-400220203聚6W無定形315-370聚胺?酰亞胺無定形190175315-345聚酰亞胺半結(jié)晶290270350264275表E?玻璃纖維的性能抗張強(qiáng)度/MPa抗張模量/GPa伸長率/%熱膨脹系數(shù)/（10?K4）密度/(g-cm3)~導(dǎo)熱糸數(shù)~/(Wm.1??K)E?玻纖3440713?75.42.550.87濟(jì)效應(yīng)。
7、一般來說，通用熱塑性樹脂市場價(jià)便宜，且基本性能指標(biāo)能達(dá)到加固用FRP的要表1是一些可供選用的熱塑性樹脂的熱性能數(shù)振s。1.2增強(qiáng)纖維增強(qiáng)纖維決定了加固用CFRTP的最終機(jī)械性能。加固用CFRTP的增強(qiáng)材料由玻璃纖維、碳纖維、芳綸向混雜纖維型式發(fā)展。用于制備加固用CFRTP的增強(qiáng)纖維既要有高強(qiáng)度，又要有高模量，同時(shí)還應(yīng)有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，因此一般選用玻璃纖維、碳纖維和芳綸。1.2.1玻璃纖維玻璃纖維是目前為止應(yīng)用歷史最悠久且應(yīng)用數(shù)量最多的一種增強(qiáng)纖維，它具有很高的強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、耐化學(xué)腐蝕性、優(yōu)良的耐熱性及良好的回彈性。用于CFRTP加固片材
8、的玻璃纖維一般采用無堿玻璃纖維（E?玻纖）和高強(qiáng)玻璃纖維（S?玻纖）。但是玻璃纖維的撓曲、扭轉(zhuǎn)性差，密度比其它兩種纖維大，且脆，抗張模量低，不耐磨，表而易損傷，常引起強(qiáng)度卞係o另外，玻璃纖維和大多數(shù)樹脂的粘
