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高性能树脂基材料应用
前言
总结复合材料的现实应用有以下几个方面:
(1)宇航工业
用作防热及结构材料如火箭喷管、
鼻锥、大面积防热层;卫星构架、天线、太阳能翼片底板、结合部件;机头,机前缘和舱门等
制件;望远镜的测量构架,太阳能电池板和无线电天线。
(2)航空工业
用作主承力结构材料,如主翼、尾翼和机体;次承力构件,如方向舵、
起落架、副翼、扰流板、发动机舱、整流罩及座板等,此外还有
C/C
刹车片。
(3)交通运输
用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件;船舶和海洋工程用作制
造渔船、快艇、快艇和巡逻艇,以及赛艇的桅杆、航杆、壳体及划水浆;海底电缆、潜
水艇、雷达罩、深海油田的升降器和管道。
(4)运动器材
用作网球、羽毛球、和壁球拍及杆、棒球、曲棍球和高尔夫球杆、自行
车、赛艇、钓杆、滑雪板、雪车等。
(5)土木建筑
幕墙、嵌板、间隔壁板、桥梁、架设跨度大的管线、海水和水轮结构的
增强筋、地板、窗框、管道、海洋浮杆、面状发热嵌板、抗震救灾用补强材料。
(6)其它工业
化工用的防腐泵、阀、槽、罐;催化剂,吸附剂和密封制品等。生体和医疗器材如人造骨骼、
牙齿、韧带、X光机的床板和胶卷盒。编织机用的剑竿头和剑竿防静电刷。其它还有电磁屏
蔽、电极度、音响、减磨、储能及防静电等材料也已获得广泛应用
一、选题
碳纤维增强尼龙66的研究
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聚酰胺(Polymaide,简称PA)俗称尼龙,是五大工程塑料之一,
自1889年Gariel和Maass两人首先在实验室合成,已有100多年的
历史。尼龙66不仅最先被开发出来,也是目前用量最大的工程塑料
品种。因其大分子链中含有酰胺键,能形成氢键,具有强韧、耐磨、
耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性,特别是耐磨性和自润滑性能
优良,摩擦系数小等特点,尼龙66在与其他工程塑料的激烈竞争中
稳步迅速增长,从1998年至2002年的5年间,国内五大工程塑料市
场需求保持30.3%的增长速度。但是尼龙66存在低温和干态冲击性
能差,吸水性大等弱点,使其应用领域受到一定限制,为适应工业发
展的需要,国内外研制出更多综合性能优越,可满足特殊要求的改性
尼龙材料,使普通工程塑料向高性能的工程塑料和功能塑料发展,对
尼龙的增强增韧技术进行了研究,使其进一步高性能化、结构化和工
程化。
增强改性是在尼龙66中添加纤维、填料等具有增强作用的材料,
使尼龙66的弯曲强度、拉伸强度等性能大幅度提高。具有增强作用
的材料有纤维类、片状、针状超细(纳米)无机填料以及有机高聚物等。
在PA66树脂中加入玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、钦酸钾晶须短纤
维、芳香族聚酞胺纤维(KF)、无机矿物填料等,不仅保持了PA树脂
的耐化学性、良好的加工性等固有优点,而且力学性能、耐热性有了
大幅度提高,尺寸稳定性等也有明显改善。
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玻璃纤维是纤维增强复合材料中应用最为广泛的增强体,它具有
成本低、不燃烧、耐热、耐化学腐蚀性好、拉伸强度和冲击强度高、
断裂延伸率小、绝热性及绝缘性好等特点。玻纤的比强度和杨氏模量
比PA66大10到20倍,线膨胀系数约为PA的1/20,吸水率接近于
零,且有耐热和耐化学品性