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天津时时彩开奖信息上皇巢网:树脂基复合材料ppt

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  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2016-12-17
  • 素材类别:高校大学PPT
  • 素材上传:huangliling
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:工学
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是一个关于树脂基复合材料ppt,主要介绍碳纤维、有机纤维、无机纤维及晶须、聚合物(树脂)基复合材料、金属基复合材料。欢迎点击下载哦。

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树脂基复合材料ppt

PPT内容


Review   of  HPF
4.1碳纤维
 碳纤维的制造(聚丙烯腈先驱丝法、纤维素先驱丝法以及沥青基碳纤维)
 碳纤维的性能及应用
4.2有机纤维
 芳纶(PPTA、PBA的制备及性能)
 超高分子量聚乙烯纤维
4.3无机纤维及晶须
 特种玻璃纤维(制备方法、性能与应用)
 硼纤维   (制备方法)   
 氧化铝纤维 (制备方法、性能与应用)
 碳化硅纤维 (制备方法、性能与应用)
 晶须    (制备方法)
5.1 聚合物基复合材料
5.1.1聚合物基体
  (1)概述
  (2)聚合物基体的作用及类型
  (3)热固性树脂
  (4)热塑性树脂
5.1.2聚合物基体复合材料
  (1)复合材料的制造
  (2)复合材料的结构和性能
(1)概述
1.1 聚合物的结构特征与性能
(2)聚合物基体的作用及类型
2.1、聚合物的作用
固结分散的增强体以形成复合材料整体和赋予制做的形状;
保护增强体不受或少受环境的不利影响;
在复合材料受力时向增强体传递载荷使他们发挥承力功能;
决定复合材料的加工性能.
3.1 基本概念
热固性:
    在加热或固化剂、引发剂、促进剂的作用下发生交联而变成不溶不熔的网状结构。交联反应不可逆,只能一次成型加工。
3.2 热固性树脂的基本性质
3.2.1 环氧树脂
  特点:具有优异的力学、电学、化学稳定性和尺寸稳定性、环境耐久性;品种多、固化方便、粘附力强、固化收缩率低.
分  类:缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、线性 
          脂肪族、环形脂肪族;
工业指标:环氧值、环氧当量、室温粘度、软化点、
                  氯含量、挥发分、适用期、贮存期等;     
固化途径:★加入固化剂(反应或催化)交联;
          ★环氧基团之间直接交联;
          ★环氧基团与芳香和脂肪羟基交联。
应用领域:
    电气绝缘材料、固态或热态涂料、层压复合材料。  
3.2.2 酚醛树脂
3.2.3  不饱和聚酯树脂(UPR,UP)
不饱和聚酯树脂性能:
●  物理性质:
    耐  热 性 -  热变形温度、膨胀系数
   力学性能 -  较高的拉伸、弯曲和压缩强度
   介电性能 -  良好
●  发展方向
    1)  致力于开发低苯乙烯或无苯乙烯树脂;
    2)  以汽车为中心的FRP的再循环利用;
    3)  将大型的手工铺汽车成型方法改换为充气膨胀法或RTM成型法;
    4)  挖掘产品的新用途(如防水衬里材料等)。
3.3    高性能热固性树脂
     特点:具有优良的物理、力学、电学、热学和耐化学腐蚀等
        性能。如:使用温度范围宽、阻燃、尺寸稳定等。
     种类:耐高温、耐辐射以及耐热性能优良的树脂
3.3.1   聚酰亚胺(PI)
特点:耐高温,对热和氧非常稳定,有突出的耐辐射和良
   好的导电性能和耐腐蚀特点。 
类型:缩聚型(c型PI)-- PMR聚酰亚胺
   加聚型(a型PI)-- PMR-11、15、20聚酰亚胺
                                        聚双马来酰亚胺(BMI)
●   BMI树脂密度低(1.35—1.4g/cm3);
  ●   玻璃转变温度介于EP和PI之间(250-300℃);
  ●   成型温度比PI低,可在EP的固化温度内固化;
  ●   无挥发物,无小分子,是酸性加成反应;
  ●   需后固化(250℃),后固化之后的性能比EP好;
  ●   耐老化性能好,制品在220℃经1000 h老化后,各项重
          要性能基本保持不变;
  ●   在250℃经5000 h热老化后,强度下降50%;
  ●   耐辐射性好,经Y射线5x109tad剂量照射,力学性能 
          无明显变化。
BMI性能
 ●   BMI分子端基含有活泼双健,它可以进行游离基自聚或共聚反应形成均聚物或共聚物。
 ●   与PI相比,它们的性能不相上下,但BMI的合成工艺  简单,后加工容易,成本低,可以方便地制成各种复合材料制品。但是BMI固化物较脆。
BMI树脂的应用
  ★  在聚合物基复合材料制备中,BMI用作纤维增强和无机粒料填充的模塑料、浸渍玻璃布的层压制品和浸渍漆等;
  ★  在航空航天工业中,BMI树脂层压件制成航天器的隔热层、导弹耐烧蚀壳体、飞机雷达罩、尾舵部件、各种耐热电子元件等;
  ★  在电气工业中,作为F级(155℃,复合硅有机聚酯漆)、H级(180℃,复合薄膜、聚酰亚胺漆) 绝缘材料;
  ★  在机械工业中,作为刹车片、减震器、轴承、垫圈、密封件等。
3.3.2 聚苯并咪唑(PBl)
概述:聚苯并咪唑(PBl)树脂于20世纪50年代末期首次合成,   
           它是在主链中含有苯并咪唑重复单元的芳杂环聚合物。
PBI性能:
   树脂具有优异的热稳定性,能在300℃空气中耐氧化。
PBI的制备:
      聚苯并咪唑由芳族二元胺和芳族二元酸反应形成的低分子量预聚体与芳香族四元胺和芳香族二羧酸的衍生物缩聚制得。
PBI的性能与应用
     PBI具有优良的耐高温性能(具有芳香链的PBI在500℃稳定、具有脂肪链的PBI可在350℃以下使用)。
          PBI可用作耐高温粘接剂和复合材料基体;Tg>427℃;耐蚀性好、电绝缘性好、不燃烧;
          工艺复杂,复合材料成型需要高压力、原料贵、成本高;
          纤维增强的PBI基复合材料耐热性高,如T300/PBI的使用温度316℃,拉件强度1000 MPa,弯曲强度1300 MPa。
     (4) 热塑性)树脂
4.1 聚醚醚酮(PEEK)树脂
PEEK制备方法:
    第一种方法原料:4,4,-二氟甲酮、对苯二酚、碳酸钠(或碳酸钾),溶剂为二苯砜。第二种原料是4 ,4,-二氯苯酮和对苯二酚钠。
工艺为:
① 将4,4,二氟二苯甲酮、对苯二酚和二苯矾混匀,加热到180℃,N2保护。
②  加入等摩尔比的无水Na2C03反应,升温210℃保温1h,升至250℃保温1 h,最后升至320℃保温2.5 h。
③  冷却反应物得到淡黄色粒状固体,粉碎,再用丙酮、水、丙酮-甲醇溶液反复洗漆,除去二苯矾和无机盐;
④  真空干燥(140℃),得到纯PEEK。
①  PEEK树脂具有相当好的热稳定性,热变形温度为160℃左右,熔点为334℃。
 ②  在空气中420℃经2h失重仅为2%左右。
 ③  最高长期使用温度可达到200℃,在200℃下使用寿命可达5×104h左右。
 ④  若加人30%的玻璃纤维,连续使用温度可达310℃。
 ⑤    PEEK树脂还具有优良的长期耐蠕变性能和耐疲劳特性;具有优良的化学稳定性;
⑥  除H2S04、氯磺酸等强酸外,在常温下几乎可以耐所有的化学试剂;
⑦  具有优良的耐X射线、p射线和7射线性能,能承受高剂量的辐照而性能无明显降低;
⑧  具有优良的电绝缘性能;
⑨  具有良好的阻燃性,氧指数较高,厚度1.6的制品,阻燃性可达到UL94V-0级。
⑩  PEEK树脂对碳纤维有较好的粘接性,经碳纤维增强的PEEK具有较高的力学性能和耐热性。
聚醚酮酮(PEKK)树脂是继PEEK之后开发的又一种具有特殊结构的热塑性工程塑料,特别适合于作为高性能树脂复合材料的基体。
(1)  PEKK的制备
①美国DuPont公司法
    1988年。制备树脂原料:二苯醚、对苯二甲酰氧,用AICl3作催化剂。在硝基苯溶液中于60~80℃下进行缩合反应,得到的PEKK分子量低,特性黏度小。
②英国ICI法   制备树脂原料:二苯醚,间苯二氯甲烷为溶剂。制成结晶型的PEKK树脂。树脂具有很高的热稳定性能和力学强度。
   PEKK树脂的Tg比PEEK高10~12℃;拉伸模量比PEEK高0.7GPa,断裂功不如PEEK,但比EP高10倍;
      作为复合材料基体树脂有足够的强度,具有优良的耐燃性,氧指数高, NBS烟密度低,加工性能好。
  PEKK的应用与PEEK相仿。因PEKK的熔点高、黏度低、成型工艺好,所以应用比PEEK更广泛。
例如:
       ★ 电线、电缆的绝缘包覆材料——可用作耐辐的原于能控制电缆,耐H2S和耐热的油井电缆、飞机、船舶、X光装置等特殊电缆的包覆材料,能在苛刻条件下长期使用;
       ★ 机械零部件——注塑制品有发动机辅助部件(能在240度长期使用)、活塞环、O形圈、滚珠轴承、飞机零部件、抗蠕变的天线罩等。
概述:
         聚苯硫醚(PPS)又名聚亚苯基硫醚,是以亚苯基硫醚为主链的半晶态高聚物,白色粉末,有极优良的热稳定性,能在400℃空气或氮气中保持稳定。熔融聚合物于空气中加热时变黑,然后凝胶和固化,交联后为热固性固体。
聚苯硫醚树脂的制备技术:
    ①溶液聚合法
 以对二氯苯和硫化钠为原料,N—甲基吡咯烷酮为溶剂,在175~350℃,常压至70Pa下进行反应制得PPS。
②自缩聚法
    以卤代苯硫酚金属盐为原料,在吡啶溶液或无溶剂下自缩聚制得聚苯硫醚。
PPS的性能: 
  PPS的密度为1.36g/cm3,白色粉末,硬而脆,是一种结晶型高级工程塑料;
  具有高的热稳定性,良好的耐化学药品性,优良的电绝缘性、耐老化性、耐疲劳和阻燃性;
PPS的性能: 
  线型PPS在400℃的空气和氟气中保持稳定,长期使用温度可达250℃,经化学交联后可在290℃使用。
  PPS为不燃性树脂,其耐燃性能优于一般工程塑料。氧指数约为44%,接近或超过耐燃性极优的聚氯乙烯;
  有良好的耐无机酸、碱、芳香及脂肪烃、酮、醇及氧化烃等性能;
  PPS的刚性好,但韧性差,冲击强度低。玻璃纤维或其他增强材料增强后,冲击强度、耐热性和其他力学性能能得到全面改进。
1、聚合物基复合材料的制造
      常用制造工艺:手糊工艺、纤维缠绕、拉挤、熔融流动。
(2)缠绕成型
   分类:干法缠绕、半干法缠绕和湿法缠绕三种
   纤维缠绕方式:环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三种
   特点:  具备能充分发挥纤维的强度,制品的质量轻,劳动强 度低, 
                质量稳定,生产效率高等优点;但不能缠绕任意形状的制
                品,且生产设备成本高。
     应用: 用于制造大直径的圆柱形筒体和球形封头容器,高压气   
                瓶,电机绑环及护环,船桅杆,风机叶片,网球拍,撑竿等。
(3)拉挤成型
      特点:生产过程能完全实现自动化控制,生产效率高,纤维体积含 量高(可达80%),产品强度高,可以根据制品力学性能要 求调整纵横向强度,废料少,省工,省料,省能耗,质量稳定,重复性好;但是产品形状单调,只能生产线性型材,而且横向强度不高。
      应用:电工领域、防腐工程、建筑工业、交通领域、运动娱乐等领域。
(4)熔融流动的成型技术
      工艺分类:注射成型、挤出成型和热塑成型
(5)增强反射注射模塑(RRIM)
      特点:产品设计自由度大,可生产大尺寸件,成型压力低,反应成型时无模具压力,产品在模具内发热量小,制品收缩率低,尺寸稳定性好,制品表面质量好,成型周期短,生产成本低。
      应用:制作汽车和运动器材
(6)树脂传递模塑(RTM)
      特点:制件尺寸精度高,外光质量高,可以制造两面抛光的制品,工艺环节少,成型效率高,适合中等规模产量的玻璃钢产品,闭模操作,不污染环境,原材料及能耗少,建厂投资少;当时其模具设计和加工比较复杂
(7)模压成型工艺
      特点:生产效率高,易于实现全自动化,机械操作,产品尺寸精度高,重复性好,表面光洁,生产成本低。但是,其模具制造复杂,投资较大,只适合大批量生产。
       应用:用于制造卫星天线罩、车辆外壳、保险杠、传动轴油盘、轮毂、弹簧片、全塑汽车车体、水箱、整体浴室、淋浴间底盘、居室门、运货箱、左翼等
(8)压层及卷管成型工艺
(9)喷射成型技术
    特点:用玻璃纤维粗纱代替织物,降   低了材料的成本,生产效率比手糊高2~4倍,产品整体性好,无接缝,层间剪切力强度高,耐渗漏性好,产品尺寸形状不受限制。
 应用:适于大型制件制造,用于制作船体、浴盆、机器外罩、整体卫生间、汽车车身构件及大型浮雕制品等。
2、聚合物基复合材料的结构和性能
2.1聚合物基复合材料的结构
          聚合物复合材料的结构水增强同类型的不同而不同。增强体具有颗粒状、片状、纤维状等类型。
2.2聚合物复合材料的性能
          聚合物复合材料多以纤维预浸聚合物而成的预浸料形式,经过铺层、固化等工艺形成层合结构。因此复合材料性能表现为预浸料性能、层合板性能以及以层合板为面板的夹芯板的性能。
(1)预浸料性能
          树脂含量、挥发分含量、粘性、树脂流动度和凝胶时间.
(2)层合板性能
          物理性能、力学性能、湿热综合作用、应力腐蚀、紫外线辐射、断裂性能以及电学、燃烧、耐化学介质性能等等;
(3)夹芯板性能  
         主要体现在芯材性能、面板性能和夹芯板整体性能等。

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