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高分子复合材料作业.docx

高分子复合材料作业

第一章

1、什么叫复合材料?

其主要性能特点?

答:

复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

复合材料具有如下特征:

1、细观上是非均相材料,组分材料间有明显的界面;

2、组分材料性能差异很大;

3、组成复合材料后性能有较大改进;

4、组分材料的体积分数应大于10%。

2、如何命名复合材料?

答:

复合材料在世界各国还没有统一的名称和命名方法。

比较共同的趋势是根据增强体和基体的名称来命名,一般有以下三种情况:

(1)强调基体时以基体材料的名称为主。

如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。

(2)强调增强体时以增强体材料的名称为主。

如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等。

(3)基体材料名称与增强体材料名称并用。

物质的命名原则:

根据物质的组成、结构和特征的相互关系来确定名称,名称应在一定程度上反映事物的特征。

复合材料的命名——增强材料+基体材料+复合材料写作:

为书写简便,也可仅写增强材料与基体材料的缩写名称,中间加一斜线隔

开,后面再加复合材料。

增强材料/基体材料+复合材料

3、简述复合材料的民用前景,谈谈复合材料的发展。

复合材料自上世纪60年代中期诞生以来,其应用历来分为三大领域:

以航空航天为主的国防军工领域、体育休闲用品和工业领域的应用。

此处所言的先进复合材料,主要系指碳纤维增强树脂基复合材料。

我多年来是从碳纤维的产耗量入手研究先进复合材料在民用领域的应用发

展情况。

据统计,目前世界碳纤维总产能约在66000吨/年左右,产量约为46000吨/年左右。

第二章

1.简要说明基体在复合材料中的作用。

答:

1基体材料通过界面与增强材料粘结成一体,并使纤维位置固定,赋予复合材料一定的形状,并以剪应力的形式向增强材料传递载荷,并使载荷均衡;

2保护增强材料免受外界环境的作用和物理损伤。

3决定复合材料的一些性能。

如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能

(如耐水性、耐化学品性能)等;④对复合材料一些性能有重要影响,如纵向拉伸、压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等。

⑤决定复合材料的成型工艺方法及工艺参数的选择;如:

基体的粘度、使用期直接影响增强材料的浸渍、复合材料的铺层和预浸料的储存。

2.选择复合材料用树脂基体时,主要应考虑哪几方面问题?

答:

1)能够满足产品的使用需要,如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。

高拉伸模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高复合材料的力学性能;2)对纤维具有良好的润湿性和粘结性;3)容易操作,如要求胶液具有足够的适用期、预浸料具有足够长的储存期、固化收缩小等;4)低毒性、低刺激性;5)价格合理

3.环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂的固化各有什么特点?

对制备工艺有什么影响?

答:

不饱和聚酯树脂的固化:

交联单体的种类和用量:

对固化树脂的性能有很大影响,并直接影响树脂的工艺性能。

单靠加热也可以固化:

但反应诱导期长,放热量大,难以控制,反应不完全,因此常采用加引发剂并加热固化、加引发剂和促进剂室温固化。

引发剂—促进剂的种类和用量:

不仅影响固化温度和速度,而且可根据不同工艺方法及制品大小等,有效地控制树脂的各项工艺性能。

复合引发体系:

引发剂之间的协同效应,增加或降低引发活性。

环氧树脂的固化:

环氧树脂本身是热塑性的线型结构,不能直接使用,必须再向树脂中加入第二组分,在一定的温度条件下进行交联固化反应,生成体型网状结构的高聚物之后才能使用。

这个第二组分就叫做固化剂。

酚醛树脂的固化:

固化方法有两种:

(一)加热固化,不加任何固化剂通过加热的办法,依靠酚醛结构本身的羟甲基等活性基团,进行化学反应而固化:

(二)通过加入固化剂使树脂发生固化。

4.若要使环氧树脂室温固化,可采用哪几种固化剂?

是写出其结构式。

脂肪族胺类是较常用的室温固化剂,它的固化速度快,反应时放出的热量又能促进树脂与固化剂反应。

但这类固化剂对人体有刺激作用,固化产物较脆而且耐热性差,在复合材料方面应用不多。

阴离子及阳离子型固化剂:

是催化性固化剂,仅仅起到固化反应的催化作用,这类物质主要是引发树脂分子中环氧基的开环聚合反应,从而交联成体型结构的高聚物。

由于树脂分子间的直接相互反应,使固化后的体型结构高聚物基本具有聚醚的结构。

5.目前环氧树脂的增韧有哪几种方法?

简要说明增韧机理

答:

增韧剂:

提高抗冲击性、降低脆性、改进抗弯曲性能,能够改善固化物的抗冲击强度及耐热冲击性能,提高粘合剂的剥离强度,减少固化时的反应热及收缩性。

但对固化物的某些力学性能、电性能、化学稳定性(耐溶剂和耐热性)产生不良影响。

非活性增韧剂:

与环氧树脂相容性良好,但不参加固化反应;主要是聚氯乙烯用的增塑剂及磷酸、亚磷酸酯类的。

它们不参与固化反应,只起减小交联密度、削弱固化树脂刚性的作用,但同时会影响固化产物的强度和耐热性。

活性增韧剂:

在分子链上含有活性基团,能参与固化反应;多为含有活性基团的柔性高分子化合物,它们直接参与固化反应,可以改善产物的韧性,常用的如丁腈橡胶、聚硫橡胶、低相对分子质量聚酰胺等。

6.列举几种高性能热塑性树脂的结构及性能特点。

聚烯烃(主要有聚乙烯、聚丙烯)聚酰胺(PA)主链上含有酰胺基团(一NHCO-),基团上的氢与羰基上的氧结合形成强大的氢键,易发生结晶,分子间作用力较大,使其具有较高机械强度和熔点;次甲基使分子链较柔顺,有较高韧性。

聚酰胺具有良好的力学性能、热稳定性、耐磨性、耐油性、耐化学药品性。

聚碳酸酯分子主链中含有(一OROCO-)的线性高分子化合物。

根据R基种类不同,可以是脂肪族、脂环族、芳香族的聚碳酸酯。

熔融温度可达225~250°C,玻璃化温度为145C

具有较高的冲击强度、透明性、刚性、抗蠕变性能好,耐火焰性、优良的电绝缘性以及耐热性;它的尺寸稳定性高,可替代金属和其他材料;第三章

1.比较G

F、CF和KF主要优缺点?

答:

玻璃纤维的特点:

拉伸强度和冲击强度高,延伸率小;弹性模量较大;耐热,属于无机材料,不可燃;化学耐久性好;绝缘性和绝热性好;吸水率较低;与基体材料粘结性好;价格较其他增强材料低;可作为有机聚合物基或无机非金属材料基复合材料的增强体。

碳纤维的性能特点:

优点:

强度高;弹性模量高;密度小(

1.5~

2.0),比强度高;耐高温,耐高温蠕变,一般在1900C以上才出现永久塑性形变;耐低温,在液氮温度下也不脆化;耐酸;热膨胀系数小(有方向性),甚至为负值(轴向);制品具有高度的尺寸稳定性;导热系数大;摩擦系数小并具有润滑性;防原子辐射,能使中子减速;导电性能好。

缺点:

脆性很大,冲击性能差;碳纤维的抗氧化能力较差,在高温有氧时会生成二氧化碳;碳纤维怕“打折”和“急转弯”,极易断裂;表面活性低,粘接力差,须经表面处理提高表面活性;碳纤维价格昂贵,50~2000$/Kg,而玻璃纤维

2$/Kg。

产量低。

芳香族聚酰胺纤维:

外观呈黄色;强度高、弹性模量高,密度小(

1.44~

1.45),比强度极高(与S-G

F、CF-n相当)、比模量高(约为GF的2倍),韧性好,耐冲击,抗疲劳抗蠕变;除少数强酸强碱外,对其他介质(普通有机溶剂、盐类溶液等)有很好的耐化学药品性;具有自熄性和良好的热稳定性;高温下不溶,300C以上短

时间强度不变,温度上升纤维逐渐热分解或碳化;热膨胀系数为各向异性,纵向热膨胀系数为负值;但对紫外线较敏感,不宜曝光使用;抗压抗扭性差;耐水性差。

2.玻璃纤维是如何制备的?

制备过程需控制哪些工艺因素?

对玻纤结构和性能有何影响?

答:

1坩埚拉丝法(玻璃球法)坩埚拉丝法生产工艺由制球和拉丝两个部分组成。

根据纤维质量要求,将砂、石灰石、硼酸等玻璃原料,按一定的比例干混后,装人大约1260C熔炼炉中熔融,熔融的玻璃流经造球机制成直径为15〜

18mm(质量为10g)的玻璃球供拉丝选用。

将配制好的玻璃球经热水清洗、去污和挑选后进人铂金坩埚(或陶土坩埚)加热熔融,再由高速(1000~3000m/min)转动的拉丝机拉丝制成直径很细(3—20卩n的玻璃纤维。

2池窑拉丝法(直接熔融法)玻璃纤维是由含有各种金属氧化物的硅酸盐

类(硅砂、石英石、硼酸、粘土、氟石等),经熔融(1300C)后,借自重由坩埚底部的漏丝板流出,孔径为

1.5〜2mm,流出的玻璃液温度约为1190C,在迅速冷却的过程中,借助高速(1000〜3000m/min)转动,拉制成直径很细(3〜20“)的玻璃纤维。

从坩埚中拉出的每根纤维叫单丝,一个坩埚拉出的所有单丝经过浸润剂槽后,集束成一根原纱。

3.简述玻纤的组成与分类,各类玻纤的性能有什么不同?

答:

1)以玻璃原料成分分类:

一般以不同的含碱量来区分

(1)无碱玻璃纤维(E玻纤):

是以钙铝硼硅酸盐组成的玻璃纤维,这种纤维强度较高,耐热性和电性能优良,能抗大气侵蚀,化学稳定性也好(但不耐酸),最大的特点是电性能好,称做电气玻璃,其碱金属氧化物含量不大于

0.5%。

(2)中碱玻璃纤维:

(国外无此玻纤)碱金属氧化物含量在

11.5%-

12.5%。

耐酸性好,但强度不如E玻璃纤维高。

主要用于耐腐蚀领域中,价格较便宜。

(3)有碱玻璃纤维(A玻纤):

钠钙玻璃,含碱量高,强度低,对潮气侵蚀极为敏感,因而很少作为增强材料。

(4)特种玻璃纤维:

如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维,镁铝硅系高强高弹破璃纤维,硅铝钙镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维.含铅纤维,高硅氧纤维,石英纤维等。

2)以单丝直径分类玻璃纤维单丝呈圆柱形,以其直径(以am为单位)不同可分成粗纤维:

30am初级:

20“中级:

10~20卩0高级纤维:

3~9am超细纤维:

<4am纺织纤维:

5~10am单丝直径不同,不仅使纤维的性能有差异,而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。

一般5-10am的纤维作为纺织制品使用,10-14am的纤维一般做无捻租纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。

3)以纤维外观分类连续纤维:

无捻粗纱、有捻租纱(用于纺织)、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉、磨细纤维等。

4)以纤维特性分类高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维。

4.为什么玻璃纤维与块状玻璃性能不同?

纤维的粗细对其强度有什么影响?

为什么?

答:

玻璃纤维的结构与玻璃的结构本质上没有什么区别,都是一种具有短距离网络结构的非晶结构。

玻璃纤维的强度和模量主要取决于组成氧化物的三维结构。

玻璃是由二氧化硅的四面体组成的三维网络结构,网络间的空隙由钠离子填充,每一个四面体均由一个硅原子与其周围的氧原子形成离子键,而不是直接联到网络结构上。

网络结构和各化学键的强度可以通过添加其它金属氧化物来改变,由此可生产出具有不同化学性能和物理性能的玻璃纤维。

填充的Na或ca等阳离子称为网络改性物。

5.为什么玻璃布的强度比单丝强度要低得多?

答:

玻璃纤维的细度的影响因素:

原料的熔融温度、漏板孔径、拉丝温度、拉丝速度等。

从理论上讲,玻璃纤维直径越细,其强度越高。

但实际生产中,单丝在拉丝过程中表面形成了很多微裂纹,使其强度远低

于理论值。

直径在10~20微米范围内,单丝强度相差不大。

6.影响碳纤维强度的主要因素是什么?

答:

玻璃纤维的直径和长度减小,强度提高;含碱量越高,强度越低;

7.在PAN法制备碳纤维的工艺过程中,为什么要进行预氧化、碳化和石墨

化三个过程?

这三个处理过程对碳纤维的性能有什么影响?

答:

PAN原丝的预氧化处理预氧化的目的就是为了防止原丝在碳化时熔融,通

过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基,这样可在分子间和分子内形成氢键,从而提高纤维的热稳定性。

预氧丝的碳化一般是在惰性气氛中,将预氧丝加热至1000一1800C,从而

除去纤维中的非碳原子(如H、O、N等)。

生成的碳纤维的碳含量约为95%。

碳化过程中,未反应的聚丙烯腈进一步环化,分子链间脱水、脱氢交联,

末端芳构化生成氨。

随着温度的进一步升高,分子链间的交联和石墨晶体进一步增大。

PAN的石墨化过程是在高纯度惰性气体保护下于2000—3000C温度下对碳纤维进行热处理。

碳纤维经石墨化温度处理后,纤维中残留的氮、氢等元素进一步脱除,碳一碳重新排列,层面内的芳环数增加,层片尺寸增大,结晶态碳的比例增加。

8.Kevlar纤维的化学结构对纤维性能有什么影响?

答:

芳纶Kevlar纤维的制法:

纺丝常采用浓硫酸为溶剂,形成溶致液晶体系(各向异性,沿剪切力方向取向),采用湿法纺丝或干喷—湿纺工艺。

溶致液晶(LyotropicliquidCrystal)体系在一定条件下可以从各向同性转

变为各向异性,即液晶态溶液,聚合物在溶液中呈一定的取向状态,在外界剪切力的作用下,聚合物分子沿剪切力的方向取向,有利于纺丝成型。

液晶态的特点:

分子具有沿着某一个方向的取向。

9.什么是UHMWPE纤维?

它是如何制造的?

说明其结构、性能和应用范围。

答:

超高分子量聚乙烯纤维(UHMW—P日制法:

纤维状结晶生长法;单晶片—超拉伸法;冻胶挤压—超拉伸法;冻胶纺丝—超拉伸法。

加工困难,难以熔融纺丝。

采用半稀溶液喷丝,使大分子解缠;超拉伸有利于大分子链充分伸直,提高纤维的取向和结晶。

性能:

聚乙烯纤维超轻,密度

0.97g/cm3;具有高比强度、高比模量以及耐冲击、耐磨、自润滑、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘、不吸水、电磁波透过好等多种优越性。

其不足是熔点较低135C和高温容易蠕变,因此仅能在100C以下使用。

第四章

1.什么是复合材料成型的三要素?

说明其对产品性能的影响。

答:

成型三要素:

赋形、浸渍、固化。

⑴赋形的基本问题在于增强材料如何达到均匀;或在设定的方向上,如何可信度很高地进行排列。

将增强先行赋形过程称为“预成型”。

其赋形的程度进行到与制品最终形状相近似,而最终形状的赋形则靠成型模具进行。

⑵浸渍所谓浸渍意味着将增强材料间的空气转换为基体树脂。

浸渍的机理可分为脱泡和浸渍两部分。

浸渍好坏与难易的主要影响因素是基体树脂的粘度、基体树脂与增强材料的配比,以及增强材料的品种、形态。

⑶固化意味着基体树脂的化学反应,即分子结构上的变化,由线性结构变成网状结构。

固化要采用引发剂、促进剂,有时还需加热,促使固化反应的进行。

2.复合材料成型时施加压力的主要作用是什么?

复合材料为什么可采用低压成型?

答:

(1)使熔融的树脂具有一定的流动性,进一步浸渍玻璃纤维布。

使层压板结构密实,提高层间粘结强度

(2)冷压的目的是防止层压板在冷却过程中的变形。

(3)用来克服胶布中挥发物产生的蒸气压力,防止形成大量的气泡和微孔。

通常制品的机械强度(拉伸、弯曲、压缩等)随压力的增加而增加。

但压力不能过大,否则玻璃纤维被压碎,反而致使强度降低。

层压板的比重随压力的增加而增加。

压力增加到一定值时,比重变化不明显。

层压板的吸水性随压力增大而降低

3.如何选择复合材料制件的成型方法?

(1)产量大且尺寸不太大时,采用压制成型等机械化成型方法;

(2)产量少且尺寸较大时,则采用手糊或喷射成型方法;(3)两者之间则可采用树脂传递成型法。

(4)回转体宜采用纤维缠绕成型法和离心浇铸成型法

4.为什么复合材料固化时要分段加温?

答:

压制温度即层压板压制过程中的固化温度,它与树酯的固化特性有关。

5.手糊成型所用胶液里通常含有哪些辅助材料?

它们的作用及用量范围?

答:

(1)无捻粗纱:

无捻粗纱容易浸透树脂,在手糊成型中配合其他纤维制品使用,可用于填充制品死角、单向强度要求高的制品和局部制品增强。

(2)短切纤维毡:

短切纤维毯比织物成本低、变形性好,增厚效果显著,使用方便等。

用它制造的产品具有平面各向同性,制品中树脂含量可达60~80%。

常用于糊制强度要求不高,荷载随机性大和防腐蚀制品等。

(4)

(3)表面毡:

是专门用于制品表面,构成富树脂层,以改善玻璃钢制品的表面性能;

无捻粗纱布:

无捻布的特点是变形性好,增厚效果显著,易被树脂浸透,价格较其它布

便宜等。

但是无捻粗纱布在45°方向强度较低,仅为0°方向的30%,为加捻布的50%。

无捻粗纱布是手糊成型用的主要增强材料。

6.手糊成型使用不同材料制成的模具时应注意什么问题?

(1)金属:

材料有良好的耐磨性和易成型性。

模具可加温加压,使用寿命长,光洁度好,表面精度高,不易变形。

但其加工复杂,制造周期长,造价贵,主要用于大批量生产或精度要求高

的中、小型产品生产。

(2)木材:

木材要求质地均匀,无节疤、变形小等。

常用的有红松、银杏、杉木、枣木等。

应事先干燥,以防止变形和开裂。

木模不耐久,不耐高温,模具表面需经过封孔处理,防止树脂向内部渗

透,造成脱模困难及表面不光洁等。

同时要防止模内水分固化时蒸发,影响产品的表面质量。

优点是加工容易,比较轻便,短时内可以多次使用,但容易变形损坏,模

具表面需经常维修,适用于结构复杂的试制产品及小批量中小型产品。

(3)石膏:

通常是半水石膏铸造而成,其优点是制造简单,材料易得,价格便宜。

石膏模的缺点是不耐用,怕冲击,表面要经过细加工和防护处理,使用前

要经过干燥,防止模内水分固化时蒸发,影响产品质量。

石膏控适用于小批量及形状复杂的产品生产。

(4)水泥及混凝土:

模具制造方便,成本低,有一定的强度,刚性好,不易变形,可长期使

用。

但表面需经过打磨、抛光、封孔、涂漆后才能使用。

一般用于造型简单、表面质量要求不高的产品。

(5)玻璃钢:

是由木模或石膏模翻制而成。

根据使用要求,可以用环氧树脂、聚酯树脂制造。

为了减少收缩和降低成本,还可以填加部分矿物填料。

优点是制造方便,可以制造形状复杂的模具,并且线膨胀和收缩小,精度

较高,表面光洁度好,耐化学腐蚀及质轻耐久等。

其缺点是成本较贵。

它适用于表面质量要求较高、形状复杂制品的大批量生产。

(6)石蜡:

是用浇铸法成型。

多用来制造形状复杂,批量不大的小产品成型。

还可以用作难以取出的模芯

石蜡模制造方便,不需要涂脱模剂,材料可以反复使用,成本低,但模具不耐热,易变形,制品精度不高,表面涂漆困难。

7.缠绕成型工艺的特点及适用范围

答:

纤维缠绕成型——是在控制纤维张力和预定线型的条件下,将连续的纤维

粗纱或布带浸渍树脂胶液、连续地缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模或内衬上,然后在室温或加热条件下使之固化制成一定形状制品的方法。

缠绕成型工艺分类:

(1)湿法缠绕成型

(2)干法缠绕成型(又称预浸带缠绕)(3)湿干(半干)法缠绕成型

8.常用脱模剂有哪几种?

举例说明各类脱模剂各有何特点。

答:

石蜡、黄油、甲基硅油、聚乙烯醇水溶液、聚氯乙烯薄膜等。

选用应根据:

模具材料、树脂类型、固化温度、产品外型构造、生产周期、经济效益。

9.树脂传递成型与反应注射成型的特点及原理。

RTM法一一一般是指在模具的型腔里预先放置增强材料(包括螺帽、螺栓、聚氨酯泡沫塑料等嵌件),夹紧后,从设置于适当位置的注入孔在一定温度及压力下将配好的树脂注入模具中,使之与增强材料一起固化,最后启模、脱模而得到的成型制品。

工艺流程:

模具清理、脱模处理、胶衣涂布和固化、纤维及嵌件安放、合模夹紧、树脂注入、树脂固化、启模、脱模。

RTM工艺特点:

(1)无需涂胶衣,双面光滑;

(2)表面品质好高精度的复杂构件;(3)成型后只需做小的修边;(4)设备和模具投资少;(5)空隙率低;(6)纤维含量高;(7)CAD辅助模具和产品设计;(8)易于实现局部加强;(9)成型过程中散发挥发物少;(10)双面模具最初费用高;(11)预成型坯的投资大;(12)工艺要求严格RIM――集聚合与加工于一体的聚合物加工方法。

将反应物(单体或齐聚物)精确计量,经高压碰撞混合后充入模内,混合物在模具型腔内固化成型。

RIM工艺过程:

碰撞混合、充模、固化成型、脱模及后处理。

突出特点:

生产效率高、能耗低;产品设计灵活,性能优良。

第五章

1.什么是偶联剂?

简述其作用机理?

答:

偶联剂是一种化合物,其分子两端通常含有不同的基团。

偶联剂的作用是靠偶联剂分子中的两种基团:

一种基团可与玻璃纤维表面起化学反应,以化学键连接;另一种基团可参与树脂的固化反应生成化学键。

通过这两种不同的基团的反应,在两者之间架起键桥,把两种不同性质的材料连接起来,键桥的力量是分子间的吸引力所无法比拟的,从而获得良好的粘接性。

2.影响界面结合强度的因素哪些?

如何提高界面结合强度?

答:

影响界面结合强度的因素:

表面的几何形状、分布状况、纹理结构;表面吸附气体和蒸气程度;表面吸水情况;杂质存在;表面形态(形成与块状物不同的表面层);在界面的溶解、浸透、扩散和化学反应;表面层的力学特性;润湿速度等。

提高界面结合强度:

被粘体对粘接剂吸附越强,粘接强度越高。

增强材料与基体间必须形成化学键才能使粘结界面产生良好的粘结强度。

表面形状不规则的沟槽和孔穴越多,粘合强度越高。

大分子链结构及柔顺性。

减少表面污染将大大提高粘结作用。

3.如何用显微观察法研究复合材料的界面?

答:

透射电子显微镜(TEM):

可研究聚合物内部的结构和分散状态;交连聚合物的网络、交联程度和交

联密度以及聚合物的结晶形态。

扫描电子显微镜(SEM):

可通过观察复合材料破坏表面的形貌来评价纤维与树脂、金属与高聚物界

面的粘结性能,以及结构和力学性能之间的关系;还可用于研究聚合物、共聚物和共混物的形态,表面断裂及裂纹发展形貌,两相聚合物的细微结构,聚合物网络、交联程度与交联密度等。

4.玻璃纤维和碳纤维的表面各有什么特点?

如何进行表面处理答:

玻璃纤维的表面处理:

一般采用偶联剂处理法,也可采用等离子法等方法。

玻璃纤维的表面处理方法:

普通处理法(后处理法):

玻璃纤维单丝在集束成股时要浸上浸润剂,使纤维不散乱并相互粘附在一起,防止磨损和便于加工。

处理时先将浸润剂通过连续热处理烧蚀掉,然后选择相应的偶联剂涂覆与玻璃纤维表面。

但处理过程中纤维强度有所下降。

前处理法:

在玻璃纤维浸润剂中加入偶联剂,称为增强型浸润剂。

省去复杂的后处理工艺及设备,避免了热处理造成的纤维强度损失,但既要满足拉伸纺织要求又要满足浸润和结合,技术问题较复杂。

迁移处理法:

将偶联剂直接加入到基体胶液中,依靠偶联剂的扩散作用从胶液中迁移至纤维表面并与纤维发生作用。

但偶联剂用量较大,易发生水解,或在粘稠树脂中不易迁移,故效率较低。

碳纤维的表面处理方法:

氧化法:

气相、液相、阳极氧化法。

化学气相沉积法:

高温及还原气氛中,烃、金属卤化物以碳、碳化物的形式在纤维表面形成沉积膜或生长晶须。

电沉积法、电聚合法:

将有机物沉积或聚合到碳纤维表面。

等离子体法:

等离子体是电离了的气态物质,含有离子、电子、自由基、激发的分子和原子的电离气体,并且电子、正负离子的含量大致

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