复合材料及其聚合物基体概论.ppt

第一页，共三十四页，2022年，8月28日 教学目的及要求 教学目的：使学生掌握以下三方面的内容 1、聚合物基复合材料中基体材料的种类、合成原理、合成工艺方法、性能特点及应用； 2、各类聚合物基体常用固化剂的种类、固化机理、性能特点及应用； 3、分子结构对性能的影响（重点领会）。 教学要求：学以致用。能灵活应用所学知识指导将来研究与工作实践。 第二页，共三十四页，2022年，8月28日 学习内容 1、三大热固性树脂及其常用固化剂（重点） 不饱和聚酯树脂（UP）、环氧树脂（EP）、酚醛树脂（PH） 2、其它热固性树脂（自学） 呋喃树脂、有机硅树脂 3、常用热塑性树脂（自学） 聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙稀（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS树脂 4、高性能树脂基体（一般介绍） 聚酰亚胺树脂(PI)、双马来酰亚胺树脂(BMI) 第三页，共三十四页，2022年，8月28日 必读与参考书目 必读教材：《复合材料聚合物基体》 赵玉庭，姚希曾主编，武汉理工大学出版社，2004年6月 参考书目： 1、《不饱和聚酯树脂及其应用》 沈开猷主编，化学工业出版社，2001年1月； 2、《环氧树脂生产与应用》 王德中主编，化学工业出版社，2001年6月； 3、《酚醛树脂及其应用》 黄发荣，焦杨声主编，化学工业出版社，2003年1月 第四页，共三十四页，2022年，8月28日 第一章 概论 1.1 复合材料的定义、组成及特点 1.2 基体材料的组分及其作用（次重点） 1.3 基体材料的基本性能(重点） 1.4 聚合物的分类 1.5 聚合物及其复合材料发展历程 1.6 PMC主要性能特点(重点） 1.7 PMC的应用 第五页，共三十四页，2022年，8月28日 1.1 复合材料的定义、组成及特点 简而言之，复合材料是指将两种或两种以上不同性能的材料，用适当的方法复合而成的一种新材料，其性能比单一材料性能优越。 材料界资深专家、两院院士师昌绪在《材料大词典》中给出比较全面完整的定义：复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同的材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组分材料的主要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的特殊性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联。从而获得新的优越性能，与一般材料简单混合有本质的区别。 例：玻璃钢、砂浆、混凝土、篱笆等都是复合材料。 第六页，共三十四页，2022年，8月28日 复合材料的分类 1、按基体材料类型分为 聚合物基复合材料（PMC） 金属基复合材料（MMC） 无机非金属基复合材料，包括陶瓷基复合材料 和水泥基复合材料（CMC）等 2、按增强材料类型分为 玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料 芳纶（Kevlar）纤维增强复合材料 UHMW-PE纤维增强复合材料等 3、按用途分为 结构复合材料、功能复合材料、 结构功能一体化复合材料 第七页，共三十四页，2022年，8月28日 复合材料的组成与特点 复合材料是一种多相材料。 包含三种基本的物理相： 基体相：连续相材料 增强相：分散相材料 界面相：增强相与基体相之间的交界面 特 点：非均质材料，各向异性； 可设计性强。 第八页，共三十四页，2022年，8月28日 PMC（材料与制品）组成关系 基体材料 增强材料 辅助材料 制品 产品及结构设计 加工工艺 第九页，共三十四页，2022年，8月28日 材 料 结 构 工 艺 测 试 制品 复合材料制品与各要素关系图 与传统材料相比，复合材料既是一种材料，也是一种结构，而且材料、结构、功能具有一致性。这种材料和结构特性，只能通过具体的制品才能得以体现，因此无论是从事复合材料理论研究，还是工程技术研究的目标都是研制出更能发挥材料特性与效率的制品及制备方法。 第十页，共三十四页，2022年，8月28日 问题1 基体材料在复合材料中所起的作用是什么？ 第十一页，共三十四页，2022年，8月28日 基体材料在复合材料中的作用 1、粘结作用 基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤维共同承载。 2、均衡载荷、传递载荷 在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。 3、保护纤维 在复合材料的生产与应用中，基体可以防止纤维受到磨损、遭受浸蚀。 第十二页，共三十四页，2022年，8月28日 基体材料系统的选配原则 基体材料从使用性能、工艺性能以及经济性三方面统筹考虑，择优选用。 （1）使用性能（性能） （2）工艺性能（工艺） （3）经济性（成本） 重要性次序：使用性能＞工艺性能＞经