复合材料及其聚合物基体概论.ppt

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1、复合材料及其聚合物基体概论现在学习的是第1页，共34页教学目的及要求教学目的及要求 教学目的：教学目的：教学目的：教学目的：使学生掌握以下三方面的内容使学生掌握以下三方面的内容使学生掌握以下三方面的内容使学生掌握以下三方面的内容 1、聚聚合合物物基基复复合合材材料料中中基基体体材材料料的的种种类类、合合成成原原理理、合成工艺方法、性能特点及应用；合成工艺方法、性能特点及应用；2、各各各各类类类类聚聚聚聚合合合合物物物物基基基基体体体体常常常常用用用用固固化化剂剂的的种种类类、固固化化机机理理、性性能能特点及应用；特点及应用；3、分子、分子结构结构对对对对性能性能性能性能的影响（的影响（的影响（

2、的影响（重点领会重点领会重点领会重点领会）。）。）。）。教教学学要要求求：学学学学以以以以致致致致用用用用。能能能能灵灵灵灵活活活活应应应应用用用用所所所所学学学学知知知知识识识识指指指指导导导导将将将将来来来来研研研研究究究究与工作实践。与工作实践。与工作实践。与工作实践。现在学习的是第2页，共34页学习内容学习内容1、三大热固性树脂及其常用固化剂、三大热固性树脂及其常用固化剂、三大热固性树脂及其常用固化剂、三大热固性树脂及其常用固化剂（重点）（重点）（重点）（重点）不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（UPUP）、环氧树脂（）、环氧树脂（）、环氧树脂（）、环氧树脂

3、（EPEP）、酚醛树脂）、酚醛树脂）、酚醛树脂）、酚醛树脂（PHPH）2 2、其它热固性树脂、其它热固性树脂、其它热固性树脂、其它热固性树脂（自学）（自学）（自学）（自学）呋喃树脂、有机硅树脂呋喃树脂、有机硅树脂呋喃树脂、有机硅树脂呋喃树脂、有机硅树脂3 3、常用热塑性树脂、常用热塑性树脂、常用热塑性树脂、常用热塑性树脂（自学）（自学）聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（聚乙烯（PEPE）、聚丙烯（）、聚丙烯（）、聚丙烯（）、聚丙烯（PPPP）、聚氯乙稀（）、聚氯乙稀（）、聚氯乙稀（）、聚氯乙稀（PVCPVC）、聚苯）、聚苯）、聚苯）、聚苯乙烯（乙烯（乙烯（乙烯（PSPS）、）、）、）、ABSABS树脂树

4、脂树脂树脂4 4、高性能树脂基体、高性能树脂基体、高性能树脂基体、高性能树脂基体（一般介绍）（一般介绍）（一般介绍）（一般介绍）聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂(PI)(PI)、双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂(BMI)(BMI)现在学习的是第3页，共34页必读与参考书目必读与参考书目必读教材：必读教材：必读教材：必读教材：复合材料聚合物基体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，赵玉庭，姚希曾主编，武汉理工大学出版社，赵玉庭，姚希曾主编，武汉理工大学出版社，赵玉庭，姚希曾主编，武汉理工大学出版社，20042004年年年年

5、6 6月月月月参考书目：参考书目：参考书目：参考书目：1、不饱和聚酯树脂及其应用不饱和聚酯树脂及其应用不饱和聚酯树脂及其应用不饱和聚酯树脂及其应用沈开猷主编，化学工业出版社，沈开猷主编，化学工业出版社，沈开猷主编，化学工业出版社，沈开猷主编，化学工业出版社，20012001年年年年1 1月；月；月；月；2、环氧树脂生产与应用环氧树脂生产与应用环氧树脂生产与应用环氧树脂生产与应用王德中主编，化学工业出版社，王德中主编，化学工业出版社，王德中主编，化学工业出版社，王德中主编，化学工业出版社，20012001年年年年6 6月；月；月；月；3、酚醛树脂及其应用酚醛树脂及其应用黄发荣，焦杨声主编，化学工

6、业出版社，黄发荣，焦杨声主编，化学工业出版社，黄发荣，焦杨声主编，化学工业出版社，黄发荣，焦杨声主编，化学工业出版社，20032003年年年年1 1月月月月现在学习的是第4页，共34页第一章第一章 概论概论1.1 复合材料的定义、组成及特点复合材料的定义、组成及特点1.2 基体材料的组分及其作用（基体材料的组分及其作用（次重点次重点）1.3 基体材料的基本性能基体材料的基本性能(重点重点）1.4 聚合物的分类聚合物的分类1.5 聚合物及其复合材料发展历程聚合物及其复合材料发展历程1.6 PMC主要性能特点主要性能特点(重点重点）1.7 PMC的应用的应用现在学习的是第5页，共34页1.1 复合

7、材料的定义、组成及特点复合材料的定义、组成及特点 简而言之，简而言之，简而言之，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，用复合材料是指将两种或两种以上不同性能的材料，用复合材料是指将两种或两种以上不同性能的材料，用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。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。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。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界资深专家、两院院士师昌绪在材料界资深专家、两院院士师昌绪

8、在材料界资深专家、两院院士师昌绪在材料大词典材料大词典材料大词典材料大词典中给出比中给出比中给出比中给出比较较较较全面完整的定义：全面完整的定义：全面完整的定义：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复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等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

9、色，又通过复合效应获得原组分所不具备的特殊性能。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。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。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。可以通过可以通过可以通过可以通过材料设计材料设计材料设计材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联。从而使各组分的性能互相补充并彼此关联。从而使各组分的性能互相补充并彼此关联。从而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。获得新的优越性能，与一般材料简单混合有本质的区别。获得新的优越性能，与一般材料简单混合有本质的区别。

10、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。例：玻璃钢、砂浆、混凝土、篱笆等都是复合材料。例：玻璃钢、砂浆、混凝土、篱笆等都是复合材料。例：玻璃钢、砂浆、混凝土、篱笆等都是复合材料。现在学习的是第6页，共34页复合材料的分类复合材料的分类1 1、按基体材料类型分为、按基体材料类型分为、按基体材料类型分为、按基体材料类型分为聚合物基复合材料（聚合物基复合材料（聚合物基复合材料（聚合物基复合材料（PMCPMC）金属基复合材料（金属基复合材料（金属基复合材料（金属基复合材料（MMCMMC）无机非金属基复合材料，包括陶瓷基复合材料无机非金属基复合材料

11、，包括陶瓷基复合材料无机非金属基复合材料，包括陶瓷基复合材料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（和水泥基复合材料（和水泥基复合材料（和水泥基复合材料（CMCCMC）等）等）等）等2 2、按增强材料类型分为、按增强材料类型分为、按增强材料类型分为、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玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料芳纶（芳纶（芳纶（芳纶（KevlarKevlar）纤维增强复合材料）纤维增强复合材料）纤维增强复合材料）纤维增强复合材料UHMW-PEUHMW-PE纤维增

12、强复合材料等纤维增强复合材料等纤维增强复合材料等纤维增强复合材料等3 3、按用途分为、按用途分为、按用途分为、按用途分为结构复合材料、功能复合材料、结构复合材料、功能复合材料、结构复合材料、功能复合材料、结构复合材料、功能复合材料、结构功能一体化复合材料结构功能一体化复合材料结构功能一体化复合材料结构功能一体化复合材料现在学习的是第7页，共34页复合材料的组成与特点复合材料的组成与特点 复合材料是一种多相材料。复合材料是一种多相材料。包含三种基本包含三种基本的物理相：的物理相：基体相：基体相：连续相材料连续相材料 增强相：增强相：分散相材料分散相材料 界面相：界面相：增强相与基体相之间的交界面

13、增强相与基体相之间的交界面 特特 点：点：非均质材料，各向异性；非均质材料，各向异性；可设计性强。可设计性强。现在学习的是第8页，共34页PMC（材料与制品）组成关系（材料与制品）组成关系基体材料基体材料增强材料增强材料辅助材料辅助材料制品制品产品及结构设计产品及结构设计加工工艺加工工艺现在学习的是第9页，共34页材材 料料结结 构构工工 艺艺测测 试试制品制品复合材料制品与各要素关系图复合材料制品与各要素关系图 与传统材料相比，与传统材料相比，与传统材料相比，与传统材料相比，复合材料既是一种材料，也是一种结复合材料既是一种材料，也是一种结复合材料既是一种材料，也是一种结复合材料既是一种材料，

14、也是一种结构构构构，而且材料、结构、功能具有一致性而且材料、结构、功能具有一致性而且材料、结构、功能具有一致性而且材料、结构、功能具有一致性。这种材料和结构特性，。这种材料和结构特性，。这种材料和结构特性，。这种材料和结构特性，只能通过具体的只能通过具体的只能通过具体的只能通过具体的制品制品制品制品才能得以体现，因此无论是从事复合材才能得以体现，因此无论是从事复合材才能得以体现，因此无论是从事复合材才能得以体现，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料理论研

15、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材料特性与效率的材料特性与效率的材料特性与效率的制品及制备方法制品及制备方法制品及制备方法制品及制备方法。现在学习的是第10页，共34页问题问题1 1 基体材料在复合材料中所起的作基体材料在复合材料中所起的作用是什么？用是什么？现在学习的是第11页，共34页基体材料在复合材料中的作用基体材料在复合材料中的作用 1、粘结作用、粘结作用 基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤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。

16、维共同承载。维共同承载。维共同承载。2、均衡载荷、传递载荷、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。在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。3、保护纤维、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、在复合材料的生产与应用中，基体可以防止纤维受到磨损、在复合材料的生产与应用中，基体可以防止纤维受到磨损、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。遭受浸蚀。遭受浸蚀。遭受浸蚀。现在学习的是第12页，共34页基体材料系统的选配原则基体材料系统的选配原则 基体材料从使用性能、

17、工艺性能以及经济性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。三方面统筹考虑，择优选用。（1 1）使用性能（）使用性能（性能性能）（2 2）工艺性能（）工艺性能（工艺工艺）（3 3）经济性（）经济性（成本成本）重要性次序：使用性能工艺性能经济性重要性次序：使用性能工艺性能经济性现在学习的是第13页，共34页1.2 基体材料的基本组分及其作用基体材料的基本组分及其作用1、聚合物、聚合物 是基体的主要组分，对复合材料的工艺性能是基体的主要组分，对复合材料的工艺性能是基体的主要组分，对复合材料的工艺性能是基体的主要组分，对复合材料的工艺性能 和成型方法起和成型方法起和成型方法起和

18、成型方法起决定作用决定作用。如：如：UP、EPEP、PP、PVC等。等。2 2、助剂、助剂、助剂、助剂 改进工艺性能、或降低成本改进工艺性能、或降低成本。如：固化剂（引发剂如：固化剂（引发剂/促进剂）、稀释剂、增促进剂）、稀释剂、增 韧韧剂（增塑剂）、触变剂、填料和颜料等。剂（增塑剂）、触变剂、填料和颜料等。现在学习的是第14页，共34页1 1）固化剂（引发剂）固化剂（引发剂）固化剂（引发剂）固化剂（引发剂/促进剂）：促进剂）：固化成形，固化成形，使聚合物由线型结构变成体型结构。使聚合物由线型结构变成体型结构。2 2 2 2）稀释剂：）稀释剂：降低树脂粘度。有活性与非活降低树脂粘度。有活性与非

19、活性之分。性之分。3 3）增韧剂：）增韧剂：）增韧剂：）增韧剂：降低脆性，提高韧性。有活性与降低脆性，提高韧性。有活性与降低脆性，提高韧性。有活性与降低脆性，提高韧性。有活性与非活性之分。非活性之分。非活性之分。非活性之分。4 4）触变剂：）触变剂：提高树脂在静态下的粘度。用提高树脂在静态下的粘度。用于立面成型。于立面成型。5 5 5 5）填料：）填料：改善性能，降低成本。改善性能，降低成本。改善性能，降低成本。改善性能，降低成本。6）颜料：）颜料：着色。着色。现在学习的是第15页，共34页1.3 基体材料的基本性能基体材料的基本性能1.3.1 力学性能力学性能 1、强度与模量、强度与模量 决

20、定聚合物强度的主要因素是决定聚合物强度的主要因素是决定聚合物强度的主要因素是决定聚合物强度的主要因素是分子内和分子间力分子内和分子间力。聚合物材料的破坏，是由主链上化学键的断裂或是聚合物材料的破坏，是由主链上化学键的断裂或是聚合物分子链间相互作用力的破坏造成。聚合物分子链间相互作用力的破坏造成。基体的基体的粘结力和模量粘结力和模量粘结力和模量粘结力和模量是支配基体传递应力的两个最是支配基体传递应力的两个最重要的因素。这两个因素联合作用，可影响到复合材重要的因素。这两个因素联合作用，可影响到复合材料拉伸时的破坏形式。料拉伸时的破坏形式。现在学习的是第16页，共34页 2、树脂的内聚强度与其结构的

21、关系、树脂的内聚强度与其结构的关系 随固化反应交联密度提高，内聚强度不断增大直至相随固化反应交联密度提高，内聚强度不断增大直至相随固化反应交联密度提高，内聚强度不断增大直至相随固化反应交联密度提高，内聚强度不断增大直至相对稳定；若继续使交联密度增加到很大，树脂的形变能对稳定；若继续使交联密度增加到很大，树脂的形变能对稳定；若继续使交联密度增加到很大，树脂的形变能对稳定；若继续使交联密度增加到很大，树脂的形变能力降低，呈现脆性。力降低，呈现脆性。力降低，呈现脆性。力降低，呈现脆性。内聚强度：内聚强度：在拉伸试验中假如材料没有显示出塑性在拉伸试验中假如材料没有显示出塑性变形，而引起材料断裂的理论应

22、力。变形，而引起材料断裂的理论应力。现在学习的是第17页，共34页 3、树脂的断裂伸长率与结构的关系、树脂的断裂伸长率与结构的关系 1）大分子链的柔顺性：）大分子链的柔顺性：由由由由CC C键组成的脂肪链是键组成的脂肪链是键组成的脂肪链是键组成的脂肪链是柔柔柔柔性链性链性链性链的代表，具有柔性链结构的树脂，伸长率较大；的代表，具有柔性链结构的树脂，伸长率较大；具有具有刚性链刚性链结构（苯环、萘环、联苯环等）的树脂，结构（苯环、萘环、联苯环等）的树脂，结构（苯环、萘环、联苯环等）的树脂，结构（苯环、萘环、联苯环等）的树脂，具有相当大的刚性，伸长率较小。具有相当大的刚性，伸长率较小。具有相当大的刚

23、性，伸长率较小。具有相当大的刚性，伸长率较小。2 2）大分子链间的交联密度：）大分子链间的交联密度：交联密度越大，树脂的伸交联密度越大，树脂的伸交联密度越大，树脂的伸交联密度越大，树脂的伸长率越小，呈现长率越小，呈现长率越小，呈现长率越小，呈现脆性。脆性。脆性。脆性。现在学习的是第18页，共34页 4 4、树脂的体积收缩率与其结构的关系、树脂的体积收缩率与其结构的关系 热固性树脂在固化时伴随着体积收缩现象。热固性树脂在固化时伴随着体积收缩现象。热固性树脂在固化时伴随着体积收缩现象。热固性树脂在固化时伴随着体积收缩现象。影响树脂体积收缩的因素是影响树脂体积收缩的因素是固化前树脂系统密度、固化前树

24、脂系统密度、固化网络结构的紧密程度、固化过程有无小分子释固化网络结构的紧密程度、固化过程有无小分子释放等。放等。低收缩添加剂（低收缩添加剂（低收缩添加剂（低收缩添加剂（LPALPALPALPA）：热塑性聚合物）：热塑性聚合物现在学习的是第19页，共34页几种树脂的固化收缩率如下：几种树脂的固化收缩率如下：环氧树脂：环氧树脂：12不饱和聚酯树脂：不饱和聚酯树脂：46酚醛树脂：酚醛树脂：810问题问题2 2：环氧树脂固化收缩率小的原因？环氧树脂固化收缩率小的原因？现在学习的是第20页，共34页1.3.2 耐热性能耐热性能 将聚合物加热，一般会发生物理及化学变化。将聚合物加热，一般会发生物理及化学变

25、化。物理变化物理变化物理变化物理变化指树脂的变形、软化、流动、熔融。指树脂的变形、软化、流动、熔融。指树脂的变形、软化、流动、熔融。指树脂的变形、软化、流动、熔融。化学变化化学变化化学变化化学变化指分子链断裂、交联、氧化、产生气体、质指分子链断裂、交联、氧化、产生气体、质量变化（量变化（热失重热失重）等。）等。）等。）等。物理耐热性物理耐热性：以树脂在一定条件下仍然保留其作为基以树脂在一定条件下仍然保留其作为基体材料的体材料的强度强度或或或或强度保留率强度保留率强度保留率强度保留率来表示。来表示。来表示。来表示。化学耐热性化学耐热性：以树脂在发生热老化时的以树脂在发生热老化时的温度温度温度温度

26、范围来表范围来表范围来表范围来表示。如：示。如：示。如：示。如：玻璃化转变温度（玻璃化转变温度（TgTg）、热变形温度等。）、热变形温度等。现在学习的是第21页，共34页提高树脂耐热性的途径提高树脂耐热性的途径 1 1 1 1）增加高分子链的刚性）增加高分子链的刚性 如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结构（包括构（包括构（包括构（包括苯环和杂环苯环和杂环）。）。2 2 2 2）进行结晶）进行结晶）进行结晶）进行结晶 在主链上引入醚键

27、、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或在主链上引入醚键、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或在主链上引入醚键、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或在主链上引入醚键、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。3 3 3 3）进行交联）进行交联 随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。现在学习的是第22页，共34页1.3.3 耐腐蚀性耐腐蚀性 基体对水、酸和碱的抵抗能

28、力一般比玻纤好，而基体对水、酸和碱的抵抗能力一般比玻纤好，而对有机溶剂的抵抗能力要比玻纤差。树脂和介质之对有机溶剂的抵抗能力要比玻纤差。树脂和介质之间作用引起的腐蚀，主要有物理作用与化学作用。间作用引起的腐蚀，主要有物理作用与化学作用。物理作用：物理作用：指树脂吸附介质引起指树脂吸附介质引起溶胀或溶解溶胀或溶解导致树导致树导致树导致树脂结构破坏，性能下降。脂结构破坏，性能下降。脂结构破坏，性能下降。脂结构破坏，性能下降。化学作用：化学作用：指树脂分子在介质作用下引起指树脂分子在介质作用下引起化学键的化学键的化学键的化学键的破坏破坏破坏破坏。或生成新的化学键而导致结构破坏，性能下降。或生成新的化

29、学键而导致结构破坏，性能下降。现在学习的是第23页，共34页 影响树脂耐溶剂介质能力的影响树脂耐溶剂介质能力的影响树脂耐溶剂介质能力的影响树脂耐溶剂介质能力的最根本的内因最根本的内因是组成体是组成体是组成体是组成体系的化学结构所决定，系的化学结构所决定，系的化学结构所决定，系的化学结构所决定，相互间极性大小、电负性与相互相互间极性大小、电负性与相互相互间极性大小、电负性与相互相互间极性大小、电负性与相互间溶剂化能力间溶剂化能力间溶剂化能力间溶剂化能力都影响耐化学腐蚀性能。（相似相溶原都影响耐化学腐蚀性能。（相似相溶原理：溶解度参数相近）理：溶解度参数相近）结论：结论：一般树脂的极性越弱，交联密

30、度越一般树脂的极性越弱，交联密度越大，耐介质腐蚀性越好大，耐介质腐蚀性越好。现在学习的是第24页，共34页1.3.4 电性能电性能 树脂分子由共价键组成，是一种优良的绝缘材料。树脂分子由共价键组成，是一种优良的绝缘材料。树脂分子由共价键组成，是一种优良的绝缘材料。树脂分子由共价键组成，是一种优良的绝缘材料。影响树脂电绝缘性能的因素有两个：影响树脂电绝缘性能的因素有两个：一是大分子链的一是大分子链的极性极性极性极性；二是已固化树脂中；二是已固化树脂中杂质杂质的存在。的存在。1）树脂大分子链中极性基团越多，极性越大，则电绝缘）树脂大分子链中极性基团越多，极性越大，则电绝缘）树脂大分子链中极性基团越

31、多，极性越大，则电绝缘）树脂大分子链中极性基团越多，极性越大，则电绝缘性越差；性越差；性越差；性越差；2 2）已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。）已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。）已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。）已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。现在学习的是第25页，共34页电性能参数电性能参数体积电阻率（体积电阻率（v）、）、）、）、表面电阻率（表面电阻率（s）、）、介电常数（介电常数（介电常数（介电常数（）、）、）、）、介质损耗角正切（介质损耗角正切（tg ）击穿强度击穿强度现在学习的是第26页，共34页课前回顾 1、复合材料的定义与分类？、复合材料的定义与分类？2、

32、基体材料在复合材料中所起的作用是什么？、基体材料在复合材料中所起的作用是什么？3、基体材料中的助剂有哪些？它们的作用分别是什、基体材料中的助剂有哪些？它们的作用分别是什么？么？4、提高树脂基体耐热性的途径有哪些？、提高树脂基体耐热性的途径有哪些？5、影响树脂电绝缘性能的因素是什么？、影响树脂电绝缘性能的因素是什么？现在学习的是第27页，共34页1.4 聚合物的分类聚合物的分类 1 1）按大分子形态可分为）按大分子形态可分为：线性、支链、部分交联、交联网状结构线性、支链、部分交联、交联网状结构线性、支链、部分交联、交联网状结构线性、支链、部分交联、交联网状结构。线性线性支链支链部分交联部分交联交

33、联网状交联网状现在学习的是第28页，共34页 2 2）按用途分类）按用途分类）按用途分类）按用途分类：纤维、纤维、纤维、纤维、橡胶、塑料橡胶、塑料橡胶、塑料橡胶、塑料（树脂）、涂料、粘结剂（树脂）、涂料、粘结剂（树脂）、涂料、粘结剂（树脂）、涂料、粘结剂 3 3）按聚集态分类）按聚集态分类）按聚集态分类）按聚集态分类：玻璃态、高弹态、粘流态玻璃态、高弹态、粘流态玻璃态、高弹态、粘流态玻璃态、高弹态、粘流态 温度温度变变形形现在学习的是第29页，共34页 4）按物理特性）按物理特性热固性：热固性：分子链之间通过化学键连结、形成的不溶、不熔分子链之间通过化学键连结、形成的不溶、不熔的三向网络结构，

34、加热不能改变其形状。的三向网络结构，加热不能改变其形状。热塑性：热塑性：分子链呈线形或支化、部分交联形态存在，可以通分子链呈线形或支化、部分交联形态存在，可以通过加热改变其形状。过加热改变其形状。问题问题3 热固性与热塑性的本质区别是什么？热固性与热塑性的本质区别是什么？现在学习的是第30页，共34页1.5 聚合物的发展概述聚合物的发展概述19071907年年年年酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂成为第一种合成树脂成为第一种合成树脂19271927年聚氯乙烯（年聚氯乙烯（PVCPVC）1931年聚甲基丙烯酸甲酯（年聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）19381938年尼龙年尼龙年尼龙年尼龙6666纤维纤

35、维纤维纤维19391939年三聚氰胺年三聚氰胺-甲醛树脂甲醛树脂1941年年不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂1942年年年年环氧树脂环氧树脂现在学习的是第31页，共34页聚合物及其复合材料的进展聚合物及其复合材料的进展 神舟飞船主承力结构神舟飞船主承力结构神舟飞船主承力结构神舟飞船主承力结构、低密度模塑料等低密度模塑料等低密度模塑料等低密度模塑料等FRPFRP件件件件荣获荣获荣获荣获国家科技进步国家科技进步国家科技进步国家科技进步二等奖二等奖二等奖二等奖，标志着我国复合材料科学技术已达到世界先进水平；，标志着我国复合材料科学技术已达到世界先进水平；，标志着我国复合材料科

36、学技术已达到世界先进水平；，标志着我国复合材料科学技术已达到世界先进水平；历经历经历经历经2020年，我国玻璃钢年，我国玻璃钢年，我国玻璃钢年，我国玻璃钢/复合材料年产量复合材料年产量复合材料年产量复合材料年产量已超过日本、欧洲已超过日本、欧洲已超过日本、欧洲已超过日本、欧洲，跃居世界第二大国跃居世界第二大国跃居世界第二大国跃居世界第二大国，显示了当今我国，显示了当今我国，显示了当今我国，显示了当今我国FRPFRP行业的活力。行业的活力。行业的活力。行业的活力。1986-20061986-2006，我国玻璃钢（热固性）增长，我国玻璃钢（热固性）增长，我国玻璃钢（热固性）增长，我国玻璃钢（热固性

37、）增长5151倍。总量在倍。总量在倍。总量在倍。总量在上世纪上世纪上世纪上世纪9090年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性玻璃钢已超过年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性玻璃钢已超过年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性玻璃钢已超过年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性玻璃钢已超过欧洲总和。我国玻璃钢的总产量现欧洲总和。我国玻璃钢的总产量现欧洲总和。我国玻璃钢的总产量现欧洲总和。我国玻璃钢的总产量现仅次于美国仅次于美国仅次于美国仅次于美国（美国（美国（美国（美国20052005年热年热年热年热固性玻璃钢固性玻璃钢固性玻璃钢固性玻璃钢186186万吨，热塑性玻璃钢万吨，热塑性

38、玻璃钢万吨，热塑性玻璃钢万吨，热塑性玻璃钢140140万吨）。万吨）。万吨）。万吨）。现在学习的是第32页，共34页103.414618127.147.935.92.724140020406080100120140160180200198619861996199620062006美国日本中国年代年代产量（104吨）19862006年中、美、日热固性玻璃钢产量年中、美、日热固性玻璃钢产量 产量（产量（104吨）吨）现在学习的是第33页，共34页基体材料方面现状基体材料方面现状不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（UPRUPR）：）：）：）：20062006年年产量达到年

39、年产量达到年年产量达到年年产量达到110110万吨万吨万吨万吨。我国。我国。我国。我国已已已已超过美国超过美国超过美国超过美国成为世界上不饱和聚酯树脂成为世界上不饱和聚酯树脂成为世界上不饱和聚酯树脂成为世界上不饱和聚酯树脂产量与用量最大的国产量与用量最大的国产量与用量最大的国产量与用量最大的国家家家家。（美国。（美国。（美国。（美国20062006年产量为年产量为年产量为年产量为8787万吨）万吨）万吨）万吨）20082008年：年：年：年：145145万吨万吨万吨万吨；20092009年：年：年：年：153153万吨万吨万吨万吨；20102010年：年：年：年：170170万吨万吨万吨万吨。

40、环氧树脂（环氧树脂（环氧树脂（环氧树脂（EPEP）：）：）：）：我国现在已经是环氧树脂我国现在已经是环氧树脂我国现在已经是环氧树脂我国现在已经是环氧树脂产量、进口量、消产量、进口量、消产量、进口量、消产量、进口量、消费量最大的国家费量最大的国家费量最大的国家费量最大的国家。20062006年我国产量年我国产量年我国产量年我国产量5252万吨万吨万吨万吨。预计。预计。预计。预计20102010年产能达年产能达年产能达年产能达到到到到100100万吨万吨万吨万吨，占全球总产能的，占全球总产能的，占全球总产能的，占全球总产能的50%50%以上。以上。以上。以上。酚醛树脂（酚醛树脂（酚醛树脂（酚醛树脂（PHPH）：）：）：）：20062006年我国酚醛树脂产量达年我国酚醛树脂产量达年我国酚醛树脂产量达年我国酚醛树脂产量达4545万吨万吨万吨万吨，居世，居世，居世，居世界界界界第三位第三位第三位第三位；近几年；近几年；近几年；近几年以以以以15%15%左右的速度增长，左右的速度增长，左右的速度增长，左右的速度增长，预计预计预计预计20102010年年年年将达到将达到将达到将达到78.778.7万吨万吨万吨万吨 。现在学习的是第34页，共34页