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聚合物复合材料 纤维增强聚合物复合材料结构与性能概述 班 级 1120741 学 号 25 姓 名 王彦辉 纤维增强聚合物复合材料结构与性能概述 一 前言 纤维增强复合材料简称（FRP)是由增强纤维材料,如玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维等,与基体材料经过缠绕,模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同,常见的纤维增强复合材料分为：玻璃纤维增强复合材料(GFRP),碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。 由于纤维增强复合材料具有如下特点:(1)比强度高,比模量大;(2)材料性能具有可设计性:(3)抗腐蚀性和耐久性能好;(4)热膨胀系数与混凝土的相近。这些特点使得FRP材料能满足现代结构向大跨、高耸、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要,同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求,因此被越来越广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。 纤维增强聚合物基复合材料也存在着一些缺点和问题，纤维的加入虽然提高了复合材料的力学性能，但同时由于其组分的多样性和制造工艺过程中稳定性问题，都会导致材料中出现缺陷 ( 比如空隙、分层、夹杂、纤维分布不均等 )。由于这些缺陷的存在，降低了纤维增强聚合物基复合材料料的延展性、断裂韧性、疲劳寿命、抗蠕变损伤的能力。 二、纤维增强聚合物基复合材料的特性 比强度、比模量大材料的受力所致裂纹的扩展。因此，其疲劳破坏总能从纤维的薄弱环节开始，逐渐扩展到结合面上，破坏前有明显的预兆。大多数金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的30-50%而碳纤维聚酯复合材料的疲劳强度极限可为其拉伸强度的70-80%。 减振性好? 受力结构的自振频率除与结构本身形状有关外，还与结构材料比模量的平方根成正比，由于复合材料的比模量高，因此用这类材料制成的结构件具有较高的自振频率。同时，复合材料中的界面具有吸震能力，使材料的振动阻尼很高。对相同形状和尺寸的梁进行振动实验得知，轻合金梁需9秒才能停止振动，而碳纤维复合材料只需2。5秒就能停止同样大小的振动过载时安全性好 复合材料中有大量独立的纤维，当材料过载而有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配到破坏的纤维上，使整个构件短期内不致于是去承载能力。 具有多种功能性 a、耐烧蚀性好? 聚合物基复合材料可以制成具有较高的比热，烧融热和气化热，可吸收高温烧蚀的大量热能。 b、有良好的摩擦性能包括良好的摩阻特性（高摩擦系数材料）及减摩特性（低摩擦系数材料）。 c、高度的电绝缘性能。d、耐腐蚀性。 ? e、具有特殊的光，电、磁特性的聚合物与其它材料组成的多种功能复合材料。 1化学纤维 chemical fiber 用天然的或合成的聚合物为原料,经化学方法制成的纤维。 :本标准中所列出的纤维名称,适用于构成该纤维的聚合物至少为85%,其余部分不与上述聚合物键合的添加物构成的化学纤维。 regenerated fiber 用天然聚合物为原料、经化学方法制成的、与原聚合物在化学组成上基本相同的化学纤维。 regenerated cellulose fiber 用纤维素为原料制成的、结构为纤维素II的再生纤维。 viscose fiber 用粘胶法制成的再生纤维素纤维。 。 high tenacity viscose fiber 具有较高的强力和耐疲劳性能的粘胶纤维。 modal fiber 具有较高的聚合度、强力和湿模量的粘胶纤维。(tex)可承受22。0(cN)(相当于每旦2。5)的负荷,且在此负荷下的湿伸长率不超过15%。 (波里诺西克纤维) polynosic〔fiber〕用高粘度、高酯化度的低碱粘胶,在低酸、低盐纺丝浴中纺成的高湿模量纤维,具有良好的耐碱性和尺寸稳定性。 ,具有较高的钩接强度和耐疲劳性。 (铜铵纤维) cupro fiber,cuprene fiber, cuprammonium fiber 用铜氨法(铜铵法)制成的再生纤维素纤维。 1 regenerated protein fiber 用天然蛋白质为原料制成的再生纤维。 1 acetate fiber 用纤维素为原料,经化学成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。 1 triacetate fiber 由纤维素三醋酸酯构成的醋酯纤维,其中至少有92%的羟基被乙酸化。 1 secondary cellulose acetate fiber 由纤维素二醋酸酯构成的醋酯纤维,其中至少有74%,但不到92%的羟基被乙酸化。 1 synthetic fiber 用单体经人工合成获得的聚合物为原料制成的化学纤维。 1 poly