玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

齐齐哈尔大学

摘要：玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差，并不适于作为结构用材，但若抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，配合树脂赋予其形状以后可以成为优良之结构用材。本文将对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的的研究现状及研究方向进行分析，为新的研究方向探索道路。

关键词：玻璃纤维环氧树脂复合材料研究现状研究方向

1、前言

玻璃纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强，疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点，在各个领域都有着广泛的应用，用玻璃纤维和环氧树脂可以制造层合制品，是一类性能优良的绝缘材料，广泛用于电力、电器、电子等领域，玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强度、比模量，而且耐疲劳、耐腐蚀。最早用于飞机、火箭等，近年来在民用方面发展也很迅猛，在舰船、建筑和体育器械等领域得到应用，并且用量不断增加。其中，环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，它适用于多种成型工艺，可配制成不同配方，调节粘度范围大，以便适应不同的生产工艺。它的贮存寿命长，固化时不释放挥发物，同化收缩率低，固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性，因此，环氧树脂“统治”着高性能复合材料的市场

目前，复合材料输电杆塔已在欧美和日本得到应用，其中以美国的研究开发和应用最为成熟。我国在20世纪50年代对复合材料电杆进行过研究，鉴于当时材料性能和制造工艺的限制，复合材料电杆未能得到推广使用。近年来，随着复合材料技术的飞速发展和传统输电杆塔的缺陷逐步显露，电力行业开始重视复合材料杆塔的应用研究。

随着电网建设的快速发展，出现了全国联网、西电东送、南北互供的建设格局，输电线路工程口益增多，对钢材的需求越来越大，消耗了大量的矿产资源和能源，在一定程度上加剧了生态环境破坏。并且，线路杆塔采用全钢制结构，存在质量大、施工运输和运行维护困难等问题。因此，采用新型环保材料取代钢材建造输电杆塔得到了输电行业的关注。玻璃纤维增强树脂基复合材料，具有高强轻质、耐腐蚀、耐久性能和电绝缘性好、易维护、温度适应性强、性能可设计、环境友好等特点，成为输电杆塔结构理想的材料。日益受到围内外电力行业的关注。目前，纤维增强复合材料输电杆塔由于其优良的综合性能已在日本和欧美地区得到应用，其中美国的研究开发和应用较为成熟，已制定了相关的产业标准，美国土木工程师学会已制定了输电杆塔中FRP产品的应用标准。

在输电杆塔中推广应用复合材料不仅能减少对矿产资源的破坏、保护环境，而且易于解决输电线路的风偏和污闪事故，提高线路安全运行水平；同时减小塔头尺寸，降低线路的维护成本。

2、低温性能研究

2、1单向复合材料板的制作

首先，取一定数量加热的环氧树脂，然后，加入增韧剂和稀释剂，在65℃

下搅拌l h后，冷却至室温，再缓慢加入固化剂。加入固化剂时，需边加入边搅拌。当固化剂与环氧树脂充分混合后，进行十燥并降至室温呈粉状填料，与树脂均匀混合，得到环氧树脂胶。为使复合材料的结构与性能在制品中充分发挥作用，必须选择合适的工艺方法HJ。根据实验条件，采用手工缠绕成型法，通过浸胶、缠绕和固化等工序制备单向增强复合材料。材料成型工艺参数为：120℃／2 h+160℃／4h。利用WD一100B型微机控制电子万能试验机检测试样相关力学性能。

2、2实验结果与分析

（1）复合材料的常温力学性能

用电子万能试验机对玻璃纤维含量不同的复合材料进行弹性模量、纵向和横向拉伸强度和压缩强度检测，研究发现玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强，当纤维含量较少时，复合材料的性能增加幅度不大，但当纤维含量达到50％时，复合材料获得较好的综合力学性能，这是因为当纤维数目较少时，其承担的应力也相对较少，并且由于纤维的加入，切断了原来连续的基体，在树脂中形成一定数日的缺陷，不利于弹性模量的增加。当纤维增加到一定程度并均匀地分布在树脂基体中，纤维较好地承担起受力作用。由于纤维和基体界面结合，纤维的变形受到基体的限制，而纤维也阻止基体的变形，从而使复合材料获得很好的强化。但当纤维含量过多时，部分纤维不能被树脂充分浸润，从而在材料中形成许多结合较弱的界面，当材料受力时，这些界面容易脱附拔出，应力传递失效，性能下降。S玻璃纤维的综合力学性能均高于E玻璃纤维，尤其是纵向力学性能明显高于E玻璃纤维复合材料。是因为纤维增强复合材料纵向力学性能直接取决于增强纤维，故采用高强度S玻璃纤维增强的单向层合板的纵向拉伸、压缩强度高于E玻璃增强的单向层合板。而纤维增强复合材料的横向(垂直纤维方向)力学性能直接取决于树脂基体的性能』j，凶此，复合材料在横向上的强度比纵向低很多，拉伸强度为MPa级。

（2）复合材料的低温力学性能

由复合材料的常温力学性能试验可知，当玻璃纤维体积含量为50％时，该材料的性能较好，故对含50％玻璃纤维的复合材料在4K、76K的力学性能作进一步检测并与室温(298K)的力学性能进行比较。可以看出，随着温度的降低，复合材料的纵向拉伸强度和纵向压缩强度均呈增加趋势。拉伸性能方面，当温度降到76K时材料的强度值最高，S玻纤／环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2．1GPa、E玻纤／环氧复合材料的最大拉伸强度为1．4GPa。压缩性能方面，S玻纤和E 玻纤／环氧复合材料均随温度降低而升高，虽然S玻纤／环氧复合材料的压

缩强度更高，但随温度的降低，E玻纤／环氧复合材料的压缩强度值增加更显著一些。

分析其主要原因，是由于纤维、树脂基体在复合过程中所形成界面的粘接强度直接影响复合材料的力学性能。界面粘接作用形成的方式包括：共价键、比较弱的范德瓦耳斯键以及界面摩擦力，而纤维和基体之间的粘接性和摩擦力则依赖于材料表面浸润性和横向挤压力作用。随着温度的下降，纤维、树脂收缩不同会影响界面摩擦力和粘接性连接作用的大小，从而影响界面的粘接强度。低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小，界面摩擦力得到增强，所以，低温下玻璃纤维增强复合材料能获得高的界面粘接强度，从而使玻璃纤／环氧复合材料的低温力学性能得到明显提高。可见，把对纤维进行表面处理来提高复合材料界面强度，作为提高复合材料综合力学性能的重要手段。

2、3结论：

1、玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强，当纤维体积含量为50％时，复合材料具有较好的综合力学性能。

2、随着温度的降低，复合材料的拉伸强度和压缩强度均呈增加趋势。当温度降到76K时材料的强度达到最高值，S玻纤／环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2．1GPa、E玻纤／环氧复合材料的最大拉伸强度也达到1．4GPa。

3、经过分析，玻纤／环氧复合材料随温度降低性能升高的原因是低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小，界面摩擦力得到增强，从而获得高的界面粘接强度，使其综合力学性能得到明显提高。

3、介电特性的研究

3、1玻璃纤维增强树脂基复合材料介电性能的影响因素

（1）树脂基体

选择介质材料用低介电常数复合材料基体的原则是：(1)树脂分子中化学键的极性小；(2)极性化学键的含量低；(3)分子带有较多支链，可以增大材料的自由体积，降低极性键的浓度。但在实际应用中，除了考虑介电性能外，还必须同时考虑机械性能、耐温性、吸湿性和加工工艺性等。除上述热固性树脂外，聚四氟乙烯分子不带极性，具有优异的介电性能，其介电常数很小，在一40～250℃、5～10GHz内稳定在2．1左右，介电损耗角正切也很小，为10叫～10_5数量级。优异的介电性能使其作为透波复合材料应用具有明显的优势，近年来众多科学工作者对其进行了大量研究工作，并将其开发应用推进到了一个新的阶段（2）界面的影响

复合材料中，纤维与树脂基体间的界面是应力、应变及电压在基体和纤维间有效传递的桥梁，良好的界面能够提高复合材料的力学性能和介电性能，降低材料的吸湿率。复合材料中，纤维与树脂的界面对材料介电性能的影响可以用界面极化来分析。界面极化是指在非均匀介质系统中，当两种介质的介电常数和电导率不同时，在两种介质的界面上将有电荷积累，从而产生相应的极化。非均匀介质宏观性质既与构成它的各组元本身的性质有关，也与各组元的形状及混合方式有关。界面的微观结构少见理想的表述与模型，只能通过材料的宏观性能反映。

3、2玻璃纤维增强树脂基复合材料介电性能研究进展

PTFE具有极为优异的介电性能，宽广的工作温度范围，极小的吸水率，良好的非炭化烧蚀性，极好的耐化学腐蚀等综合性能，是开发透波材料的理想基体。但是由于成型加工困难，机械性能较差，限制了其广泛应用。近年来，国外在Pn、E基透波复合材料的研究中，采用纤维(织物)增强解决眦机械性能差的缺点，同时系统进行了环境因素对材料介电性能的影响、成型工艺及界面改性、耐热性提高等研究工作，力图实现高透波率、耐环境性、成型工艺及力学性能的统一。美国、俄罗斯等国已开发出几种透波材料体系，在航天飞行器无线电系统中有一定应用。我国有关研究工作相对薄弱，主要进行了成型工艺改进、界面改性、耐烧蚀透波研究等。

氰酸酯树脂由于具有低介电常数、低介电损耗，且吸湿率低，耐温性好，也成为高性能介质复合材料的树脂基体[14|。但纯的氰酸酯树脂聚合后内链的刚性大，交联度高，使体系的脆性较大，加之单体制备工艺存在毒性大、转化率低等所带来的价格高等因素在很大程度上限制了它的广泛应用。近些年来，氰酸酯常常通过与其它树脂共聚来弥补缺点，满足工业应用的性能要求。

3、3结论

影响玻璃纤维／聚合物复合材料介电性能的内在因素有树脂、纤维和界面，其中树脂、纤维各自的介电常数和相对含量决定了复合材料的宏观介电性能。外界环境中的温度通过影响分子链的极化运动和热运动而影响介电性能；吸湿则由于水分子的侵入增加了极性分子的浓度，使得复合材料介电性能恶化。

3、疲劳性能的研究

（1）试验材料

疲劳试验的拉杆材料为E—GFRP，采用的玻璃钢纤维型号为9600TEX，环氧树脂为特种环氧树脂，具有良好的耐热、耐老化和电绝缘性能。

（2）试件设计

疲劳试验使用的拉杆试件(编号FLG)是从节点上取下的拉杆，共计8个；未经过疲劳处理的拉杆试件(编号LG)4个，拉杆材料材性试件(编号LL)8个。

（3）实验方案

试验采用升降法测定试件条件疲劳极限荷载，其加载频率为l Hz，额定循环次数为105次，应力循环对称系数为0．1。试验过程中记录各试件施加的荷

载大小及试验结果、试件破坏时的加载次数以及试件加载过程中的最大和最小位移量。

（4）实验设备

本次试验采用MTS810±250疲劳试验机。该试验机共有4个档位：250、150、100、50kN，最大可进行250kN的疲劳试验。

试件1：第1次加载峰值50kN，循环加载105次。

试件2：如果试件l破坏，则荷载峰值在试件1荷载峰值的基础上减小25kN；如果试件1未破坏，则荷载峰值在试件1荷载峰值的基础上增加50kN；循环加载105次。

试件3：如果试件2破坏，则荷载峰值在试件2荷载峰值的基础上减小12．5 kN；如果试件2未破坏，则荷载峰值在试件2荷载峰值的基础上增加12．5kN；循环加载105次。

试件4：如果试件3破坏，则荷载峰值在试件3荷载峰值的基础上减小12．5 kN；如果试件3未破坏，则荷载峰值在试件3荷载峰值的基础上增加12．5kN；循环加载105次。

试件5：如果试件4破坏，则荷载峰值在试件4荷载峰值的基础上减小12．5 kN；如果试件4未破坏，则荷载峰值在试件4荷载峰值的基础上增加12．5kN；循环加载105次。试件6～8的加载方法同试件5，疲劳加载情况。

（5）结论

1、在105次循环荷载作用下，试件疲劳极限应力为246．75MPa，对应极限荷载为93．75kN。

2、试件位移幅值随加载次数的增加而增加，各试件疲劳试验过程中位移幅值为3．8～4.9mm。

3、由于试件连接处强度小于复合材料本身强度，试件疲劳破坏均为连接处破坏，设计时应重点考虑连接处强度是否满足疲劳要求。

4、盐雾环境对其力学性能的影响

4、1盐雾实验

盐雾试验参照GJB150．11—86进行。为了较好地模拟海洋大气环境，采用中性盐雾条件，试验溶液为质量分数5％的分析纯NaC!的水溶液，温度为35℃。连续喷雾60天，分别取未经老化的试样和老化8、16、40、60天后的试样，测量其增重率并进行力学试验。

4、2力学性能

玻纤增强环氧改性酚醛树脂的拉伸应力一应变曲线属于硬而脆型，即弹性模量大、屈服强度中等(或无屈服点)、断裂强度中等、断裂伸长小。试验结果符合这一特征，拉伸曲线没有屈服点，最大应力发生在断裂点，断裂时的力为断裂拉伸强度。为了更清楚和更准确，横坐标用时间取代应变值，因为试样伸长率很小(约为1％)，而加载速度不变的情况下，夹具的位移与时间成正比；纵坐标用载荷值取代应力值，因为加载过程中试样截面积变化很小，可以忽略。

考虑到复合材料力学性能数据的分散性，仅以个别拉伸性能指标评价材料老化或仅以一个平均值来概括变化趋势，有时会得出片面的、错误的结论。盐雾老化8天后，测得的纵向拉伸、横向拉伸、压缩和层间剪切性能曲线，同一力学性能的5个平行试样曲线重合得很好，特别是拉伸曲线，几乎完全重合，因而所得的平均值也有较高的可靠性。经盐雾老化0、8、16、40、60天后同一力学性能试验得到的载荷一时问曲线的比较。随着老化时问的延长，拉伸试验力一时间曲线沿着断裂拉伸强度不断减少的方向发展，而压缩强度和层间剪切强度也都呈下降趋势。老化8天后力学性能显著下降，老化8、16、40、60天后的曲线之间差别就不很显著，力学性能的下降比较平缓，可见吸湿的最初阶段对力学性能影响最大，也就是说水分的吸收是复合材料力学性能下降的主要原因。

盐雾老化不同时间后复合材料的纵向拉伸强度、横向拉仲强度、压缩强度和层间剪切强度值和强度保持率值。可以看出，老化60天后复合材料的纵向、横向拉伸强度分别下降到56％和55％，压缩强度下降到54％，层间剪切强度下降到61％。拉伸强度随老化时间增加呈指数下降，层间剪切强度开始下降很快，而稍有上升，压缩强度在下降过程中略有波动。根据文献报道，硬而脆的塑料，其拉伸强度随老化时问的延长而下降，可直接根据，下降程度评价老化。

4．3结论

1、GFRP试样的增重主要由水分的吸收引起，其次还有盐雾在试样表面的沉积。

2、力学性能曲线属于硬而脆型，纵向拉伸强口度最大，经盐雾老化后，由于水对基体的增塑效果使压缩和剪切强度曲线略显韧性特征，对拉伸曲线的形状影响不大；各平行试样的拉伸强度曲线重合性最好。

3、力学性能随盐雾老化时间的增加而下降，且老化初期下降速度最快；压缩和层间剪切强度变化不规则，拉伸强度的变化呈指数趋势。

4、拉伸强度更适合作为该复合材料盐雾老化的评价指标。

5、力学性能随吸湿量的增加而下降，吸湿量达到一定程度后力学性能随老化时间的变化不明显。

5、总结

玻璃纤维制品被广泛应用于国民经济的各个领域，其中电子、交通和建筑是最主要的三大应用领域，也代表了世界玻纤产业在未来几年的发展趋势。

与国际相比，我国玻纤产品品种规格少，应用范围窄。但这些情况也从另外一个角度说明，我国的玻纤产业还存在大量市场空间未被挖掘，尤其是在一些应用领域，许多细分市场甚至根本未被开发。通过对其各项性能的研究，使之能够

更好的服务于国民经济的发展，国防科技的发展等。

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石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能 酸酐固化的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）与2.5—5%重量的石墨微片增强已被制造出来。对这些复合材料的结构，力学性能，粘弹性进行了研究和比较，XRD研究表明，对复合材料的处理并没有改变原来的纯石墨d-间距。复合材料的拉伸性能测量表明弹性模量与拉伸强度随着石墨微片的浓度增加而增加，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）也随着石墨微片浓度上升而上升，但是线性热膨胀系数却降低了。热稳定性通过热重分析测定。与纯环氧树脂相比，这种复合材料表现出较高的热稳定性和炭浓度。通过扫描电子显微镜对这些复合材料的损伤机理加固效果进行了研究。 关键词: 石墨微片环氧树脂复合材料 一．介绍 对更高性能的复合材料的需求不断在增加，以满足更高的要求或取代现有的材料，高性能的连续纤维（如碳纤维，玻璃纤维）增强聚合物基复合材料是众所周知的。然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处，往往限制他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。这不仅提高刚度，韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。因此,对其增韧的这些复合材料的机理很多来自于如裂纹尖端应力场,应力表面的衔接,剥离∕微裂纹和裂纹偏转等。 据报道,微米级填料填充的复合材料的性能不如那些充满了纳米粒子级相同的填料。此外,改进后的物理性质，化学性质，如表面平整度和阻隔性能，使用传统微米大小的粒子均不能达到。因此，近年来纳米基础的复合材料已引起相当的重视。这些都是一些很有前景的聚合物/粘土纳米复合材料，聚合物/石墨纳米微片材料，聚合物/碳纳米管复合材料。这些纳米复合材料含有非常低量的填料（10％），相比之下，传统的颗粒复合材料常用的填料含量在40-60％的范围内。此外，这些纳米复合材料是准各向同性，由传统方式相比，可以处理连续纤维增强复合材料。 值得一提的是硅酸盐粘土（蒙脱石）和石墨颗粒显示分层的自然结构并具有很高的长宽比（＞1000）。一次插层或剥离的化学过程[7,21]。虽然粘土纳米复合材料显示出较高的强度，弹性模量，热变形温度和阻隔性能，但是石墨烯纳米复合材料显示出优良的导电性能和热导性。碳纳米管也显示出优异的机械性能(模量=1 TPa，强度=10倍的钢)、热、电性能。在此基础上考虑,可以发展这些纳米级粒子提供材料的可修整性。另据报道, 碳纳米管的价格是石墨烯500倍左右,可以用常规方法剥离和复合,而碳纳米管复合材料需要处理技术的发展对于分散，纳米管的波纹和排列。因此，考虑到成本和所需的属性，石墨微片是碳纳米管方面的一个潜在的替代品。然而，在纳米尺度的基本认识强化机制仍是重要和必要的。 众所周知石墨具有高强度和高导热性，它提供了决定真正的多功能复合材料的功能性，并具有成本效益的方式。这种颗粒增强聚合物有许多潜在的应用，例如：阴极射线管和燃料电池，百代唱片，屏蔽电子罩，雷达吸波涂料，热机械增强材料。我们现在的目标是研究制造以环氧树脂为基体，石墨烯微片增强的复合材料，并探讨其力学，热学和粘弹性能以及失效机制作为石墨烯浓度的功能。 2 实验 2.1 原材料 基体材料是三组分环氧系统是由双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）通过酸酐固化剂，甲基

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺 一、前言 相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以来发展很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的 产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称玻璃钢”）逾90 万吨，已居世界第二位（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。 复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成： 增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP （碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。 基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP ）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。y 按基体材料不同，复合材料可分为三大类： 树脂复合材料 金属基复合材料 无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。 本文讨论环氧树脂基复合材料。 1、为什么采用环氧树脂做基体？ 固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8% ； 粘结力强； 有B阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。 值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。 2、环氧玻璃钢性能（按ASTM） 以FW （纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。 表1 GF/EPR与钢的性能比较 玻璃含量GF/EPR （玻纤含量80wt%） AISI1008 冷轧钢 相对密度 2.08 7.86 V 拉伸强度551.6Mpa 331.0MPa 拉伸模量27.58GPa 206.7GPa 伸长率1.6% 37.0% 弯曲强度689.5MPa 弯曲模量34.48GPa 压缩强度310.3MPa 331.0MPa 悬臂冲击强度2385J/m 燃烧性（UL-94）V-O

环氧树脂的介绍分析

环氧树脂胶(epoxy resin adhesive)一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂,环氧树脂胶一般还应包括环氧树脂固化剂，否则这个胶就不会固化。 1种类折叠编辑本段 环氧树脂胶又分为软胶和硬胶。 1、环氧树脂软胶: 它是一种液型，双组份、软性自干型软胶，无色、透明、具有弹性，轻度划擦表 面即自行恢复原形。适用于涤纶、纸张、塑料等标牌装饰。 2、环氧树脂硬胶: 它是一种液型，双组份硬性胶，无色、透明，适用于金属标牌同时可制作各种水 晶钮扣、水晶瓶盖、水晶木梳、水晶工艺品等高档装饰品。 2分类折叠编辑本段 环氧树脂的分类目前尚未统一，一般按照强度、耐热等级以及特性分类，环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐温胶、耐低温胶、水下，潮湿 面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料 粘接胶、密封胶、特种胶、被固化胶、土木建筑胶16种。 对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法: 1、按其主要组成，分为纯环氧树脂胶黏剂和改型环氧树脂胶黏剂; 2、按其专业用途，分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子 眼环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等; 3、按其施工条件，分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶; 4、按其包装形态，可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等; 还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。 3特性折叠编辑本段 1. 基本特性:双组份胶水，需AB混合使用，通用性强，可填充较大的空隙

2. 操作环境:室温固化，室内、室外均可，可手工混胶也可使用AB胶专用设备(如AB胶枪 3. 适用温度一般都在-50至+150度 4. 适用于一般环境，防水、耐油，耐强酸强碱 5. 放置于避免阳光直接照射的阴凉地方，保质期限12个月 1、环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参 数等符合特定的要求，通常环氧树脂胶也需要有固化剂搭配才能使用，并且需要混合均匀后才能完全固化，一般环氧树脂胶称为A胶或主剂，固化剂称为B胶或固化剂(硬化剂)。 2、反映环氧树脂胶固化前的主要特性有:颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可使用时间、固化时间、触变性(止流性)、硬度、表面张力等。 粘度(Viscosity):是指胶体在流动中所产生的内部摩擦阻力，其数值由物质种 类、温度、浓度等因素决定。 凝胶时间:胶水的固化是从液体向固化转化的过程，从胶水开始反应起到胶体趋 向固体时的临界状态的时间为凝胶时间，它由环氧树脂胶的混合量、温度等因素决定。 触变性:该特性是指胶体受外力触动(摇晃、搅拌、振动、超声波等)时，随外力作用由稠变稀，当外界因素停止作用时，胶体又恢复到原来时的稠度的现象。 硬度(Hardness):是指材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。根据试验方法不同 有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、维氏(Vichers)硬度等。硬度的数值与硬度计类型有关，在常用的硬度计中，邵氏硬度计结构简单，适于生产检验，邵氏硬度计可分 为A型、C型、D型，A型用于测量软质胶体，C和D型用于测量半硬和硬质胶体。 表面张力(Surface tension):液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内 一种力作用下，这种力使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力，称为表面张力。或者说是液体表面相邻两部分间单位长度内的相互牵引力，它是分子力的一种表现。表面张力的单位是N/㎡。表面张力的大小与液体的性质、纯度和 温度有关。 3、反映环氧树脂胶固化后特性的主要特性有:电阻、耐电压、吸水率、抗压强度、拉伸(引张)强度、剪切强度、剥离强度、冲击强度、热变形温度、玻璃化转变温度、内应力、耐化学性、伸长率、收缩系数、导热系数、诱电率、耐候性、耐老 化性等。

环氧树脂复合材料

环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷

新型高强度玻璃纤维制备及其增强环氧树脂性能.

2010 年第 17 期·航空制造技术 75 新型高强度玻璃纤维制备及其 增强环氧树脂性能 * 中材科技股份有限公司刘建勋祖群朱建勋 高强度玻璃纤维与普通无碱玻璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域。 目前, 主要高强度玻璃纤维有:美国的“S -2” 、日本的“T” 纤维、俄罗斯的“ВМЛ” 纤维、法国的“R” 纤维和中国的“H S” 系列纤维 [3-6]。表 1是不同牌号高强度玻璃纤维的性能比较, 同时与 E-glass 纤维作对比。 从表 1可以看出, 目前我国性能较高的“H S-4” 玻璃纤维, 其力学性能和法国“R”玻璃纤维、俄罗斯 刘建勋 毕业于南京理工大学国家特种超细粉体研究中心, 获工学博士学位。2008~2010年, 南京玻璃纤维研究设计院博士后、高级工程师, 江苏省颗粒学会理事。主持国防军品配套、江苏省自然科学基金等国家和省科技项目, 现在主要从事特种玻璃纤维成分与性能研究。发表 SCI、 EI 文章 10余篇。 Preparation of New High-Strength Glass Fiber and Performance of Reinforced Epoxy Resin

* 国家高技术研究发展计划 (863计划资助项目 (2007AA03Z549 ; 江苏省自然科学基金资助项目 (BK2009488 。 高强度玻璃纤维与普通无碱玻 璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域, 如导弹发动机壳体、宇航飞机内衬、枪托、发射炮筒、防弹装甲、高压容器等。随着科技的发展, 高强度玻璃纤维在各工业领域的需求量也在不断扩大[1-2]。 76 航空制造技术·2010 年第 17 期 及浸胶纱强度及层间剪切强度。 (2 玻璃纤维新生态强度的检测。 根据标准 A S T M D -2102, 取熔制好的玻璃约 60g, 放入单孔铂铑坩埚内, 在1440℃ ~1450℃下再熔融, 通过控制常规的玻璃纤维成型工艺参数 (液面高度、热点温度、拉丝机转速等 , 拉制成直径为7~8μm 的连续玻璃纤维, 采用强力测试机测试其新生态强度, 测试环境湿度必须控制在规定范围内。 (3 玻璃纤维耐温性的检测。玻璃纤维的耐温性采用软化点来判定, 软化点温度越高, 耐温性越好, 反之则耐温性差。软化点的测试方法与其他玻璃纤维软化点测试方法相同, 采用吊丝法(按 A S T M C -338 测试, 匀速升温, 激光位移感应器记录玻璃伸长速率, 当伸长率

高性能纤维的研究进展

高性能纤维的研究进展 姓名：马瑞辉学号：201120151002 高性能纤维（High Performance Fibers）主要是基于航空、航天和海洋等极端条件以及战争、野外和安全等方面的需要而开发的，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀和耐辐射等特点之一。 进入20 世纪，随着化学纤维的不断出现和发展，新型纤维材料的性能不仅可满足服饰变化的需求。在产业方面纤维最早主要被用于制作渔网、渔线、绳索等。随高性能纤维材料在产业、航空航天及军事等方面用途的不断扩大，各种高性能纤维应运而生。近年来世界主要高性能纤维的总发展趋势是继续以较高的速度发展，但不同的品种有些差异。 一、高性能纤维的种类及特性 高性能纤维主要包括芳香族聚合物及杂环类纤维、高强高模聚烯烃纤维、碳纤维及其它。 芳香族聚合物及杂环类纤维包括芳香族聚酰胺纤维（PMIA纤维、PPTA纤维、PAr纤维）、聚苯并咪唑纤维、聚苯撑苯并双噁唑纤维、PIPD纤维、聚酰亚胺纤维、酚醛树脂纤维、聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚醚酰亚胺纤维。 芳香族聚酰胺纤维的代表有PMIA纤维、PPTA纤维、PAr纤维。Nomex是DuPont公司于1960年研制出的一种间位型芳香族聚酰胺纤维，学术名为聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA ) 纤维。PM IA 纤维具有良好的防火、耐热、耐化学试剂性能，可用于航天飞行员的宇航服、赛车运动服、防火工作服、耐高温滤布、烘干机衬布、传送带基布以及复合材料等。Kevlar 即聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA ) 纤维，是DuPont公司1981年开始批量生产的另一种对位型芳香族聚酰胺纤维。PPTA纤维大分子的刚性很强，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构不仅使纤维具有很高的强度和模量。而且还使纤维表现出良好的热稳定性以及耐疲劳性、耐摩擦性、电绝缘性等，但其耐强酸、强碱性较差对紫外线较敏感。 聚苯并咪唑纤维即聚2,2’-间苯撑-5,5’ -二苯并咪唑(简称PB I) 纤维。PBI 纤维具有很多突出的特性，如抗燃性、热稳定性、吸湿性、耐强酸强碱性以及良好的纺织加工性和穿着舒适性等。在耐高温过滤材料、抗燃保护服、宇航服、飞行器内饰和防火填充物及其它耐高温、耐化学腐蚀方面有着重要用途。 聚苯撑苯并双噁唑纤维（PBO）是一种芳杂环液晶聚合物。PBO纤维的抗张强度和抗张模量分别可达5.8GPa 和280GPa，使用温度和热分解温度分别为350℃和650℃，具有比对位型芳香族聚酰胺纤维更高的比强度、比模量和耐高温性能，被视为先进结构复合材料的新一代超级增强纤维。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备

综合实验研究 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备 院系：航空航天工程学部 专业：高分子材料与工程专业 指导教师：于祺 学生姓名：王娜

目录 第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法 第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料 2.1实验原料 2.1.1环氧树脂 2.1.2玻璃纤维 2.1.3咪唑固化剂 2.1.4活性稀释剂 2.2手糊成型简介 2.4实验部分 2.4.1实验仪器 2.4.2实验步骤 第3章力学性能测试 3.1剪切强度 3.2弯曲强度 3.3实验数据的分析 3.3.1 浸胶的用量及均匀度 3.3.2 固化时间与温度的影响 3.3.3 活性稀释剂的用量 第4章结论与展望 4.1结论与展望 参考文献

第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状 EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。目前美，日，西欧的水平较高，北美，欧洲，日本的产量分别占33%，32%，30%。毋庸置疑，EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻，高强度等优于金属的特性，会在某些领域更广泛的使用，目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。目前主要的成型方法有手糊成型，缠绕成型，热压管成型，RTM成型，拉挤成型。 1.2 本次试验的目的及方法 实验由学生自行设计采用一种固化体系，用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料，再测量材料的力学性能如，弯曲，剪切。目的在于1，了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。 2，掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。 3，对手糊成型操作了解，及查找文献完成论文的能力。 就此要求我们第2组采用环氧树脂E-44，20cm×20cm的玻璃纤维布15张，用咪唑固化剂并加入稀释剂防止体系过粘。通过查阅相关文献，确定咪唑固化环氧树脂的最佳固化条件：60℃/2h+80℃/2h，制备了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，之后将制备的样品进行力学性能测试，其层间剪切强度为5.750Mpa，弯曲强度为127.64Mpa。

环氧树脂

编辑本段类型 1、活性氢化物与环氧氯丙烷反应； 2、以过氧化氢或过酸（例如过醋酸）将双键进行液相氧化； 3、双键化合物的空气氧化； 4、由于它的性能并不是十分完美的，同时应用环氧树脂的对象也不是千 遍一律的，根据使用的对象不同，对环氧树脂的性能也有所要求，例如有的要求低温快干，有的要求绝缘性能优良。因而要有的放矢对环氧树脂加以改性。 编辑本段应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对 形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～ 180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使 其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应 或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面 漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、 耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出 的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带 条件下使用。

双酚A型环氧树脂的合成及复合材料制备(精)

双酚 A 型环氧树脂的合成及复合材料制备 姓名:贾训祥 学号:0840605115 专业:高分子材料与工程一、实验目的: 1. 了解逐步聚合预聚体的合成方法和环氧树脂的实验室制法。 2. 了解环氧树脂复合材料的制备方法。 3. 掌握复合材料样条的制备与其力学性能的测试过程。 二、实验原理: 环氧树脂是指那些分子中至少含有两个反应性的环氧基团的树脂化合物。环氧树脂经固化后有许多突出的优异性能, 如对各种材料特别是对金属的粘着力很强, 有卓越的耐化学腐蚀性,力学强度很高,电绝缘性好,耐腐蚀,等等。此外,环氧树脂可以在相当宽的温度范围内固化, 而且固化时体积收缩很小。环氧树脂的上述优异特性使它有着许多非常重要的用途。广泛用于粘合剂(万能胶 ,涂料、复合材料等方面。 合成环氧树脂的方法大致可分两类。一类是用含有环氧基团的化合物(如环氧氯丙烷或经化学处理后能生成环氧基的化合物(如 1.3-二氯丙醇和二元以上的酚(醇聚合而得。另一类是使含有双键的聚合物(如聚丁二烯或小分子(如二环戊二烯环氧化而得。双酚 A 型环氧树脂是环氧树脂中产量最大,使用最广的一个品种,它是由双酚 A 和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的:

原料配比不同,反应条件不同(如反应介质,温度和加料顺序 ,可制得不同软化点, 不同分子量的环氧树脂。式中 n 一般在 0到 25之间。根据相对分子质量大小,环氧树脂可以分成各种型号。一般低相对分子质量环氧树脂的 n 平均值小于 2、软化点低于 50℃, 也称为软环氧树脂; 中等相对分子质量环氧树脂的 n 值在 2~5之间、软化点在 50℃~95℃之间; 而 n 大于 5的树脂(软化点在 100℃以上称为高分子量树脂。相对分子质量对软化点的影响见图 1。 图 1 在环氧树脂的结构中有羟基(>CH-OH 、醚基(-O -和极为活泼的环氧基存在。羟基、醚基有高度的极性, 使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力, 而环氧基团则与介质表面, 特别是金属表面上的游离键起反应, 形成化学键。因而, 环

石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能 酸酐固化的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）与2.5—5%重量的石墨微片增强已被制造出来。对这些复合材料的结构，力学性能，粘弹性进行了研究和比较，XRD研究表明，对复合材料的处理并没有改变原来的纯石墨d-间距。复合材料的拉伸性能测量表明弹性模量与拉伸强度随着石墨微片的浓度增加而增加，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）也随着石墨微片浓度上升而上升，但是线性热膨胀系数却降低了。热稳定性通过热重分析测定。与纯环氧树脂相比，这种复合材料表现出较高的热稳定性和炭浓度。通过扫描电子显微镜对这些复合材料的损伤机理加固效果进行了研究。 关键词: 石墨微片环氧树脂复合材料一．介绍 对更高性能的复合材料的需求不断在增加， 以满足更高的要求或取代现有的材料，高 性 能的连续纤维（如碳纤维，玻璃纤维）增强聚合物基复合材料是众所周知的。然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处，往往限制

他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。这不仅提高刚度，韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。因此,对其增韧的这些复合材料的机理很多来自于如裂纹尖端应力场,应力表面的衔接,剥离∕微裂纹和裂纹偏转等。 据报道,微米级填料填充的复合材料的性能不如那些充满了纳米粒子级相同的填料。此外,改进后的物理性质，化学性质，如表面平整度和阻隔性能，使用传统微米大小的粒子均不能达到。因此，近年来纳米基础的复合材料已引起相当的重视。这些都是一些很有前景的 聚合物/粘土纳米复合材料，聚合物/石墨纳米微片材料，聚合物/碳纳米管复合材料。这些

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺

纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺一、前言 相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以来发展很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾90万吨，已居世界第二位（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分 组成： 增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。 基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。y

按基体材料不同，复合材料可分为三大类： 树脂复合材料 金属基复合材料 无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。 本文讨论环氧树脂基复合材料。 1、为什么采用环氧树脂做基体？ 固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%； 粘结力强； 有B阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。 2、环氧玻璃钢性能（按ASTM） 以FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。 表1 GF/EPR与钢的性能比较 玻璃含量GF/EPR（玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢

环氧树脂种类及性能

环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer）。当聚合度n为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物（Epoxide）。这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： ⑴环氧当量：是指含有1 mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为175～200,随着分子量的增大环氧基间的链段越长，所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高。 ⑵环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量（part perhundred of resin缩写成phr）。我国采用环氧值这一物理量。 环氧当量=100/环氧值 3、粘度的定义

粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种：1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒（m·pas） 1厘泊（cps）= 1 毫帕秒（m·pas） 二、种类及性能 1、双酚A型环氧树脂：双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90％，在世界约占环氧树脂总产量的75％～80％），用途最广，被称为通用型环氧树脂。由双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点： ⑴是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂，催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用需求。 ⑵树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型。能溶于多种溶剂。 ⑶固化物有很高的强度和粘结强度。 ⑷固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。 ⑸固化物有一定的韧性和耐热性。 ⑹主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差。 2、双酚F型环氧树脂：这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通

新材料产业规划专题报告——高性能玻璃纤维

新材料产业“十二五”发展规划专题报告—— 高性能玻璃纤维产业规划 中材科技股份有限公司 南京玻璃纤维研究设计院 二〇一〇年九月

目录 一、领域界定 (1) （一）概念和范围 (1) （二）性能和用途 (1) 二、发展现状 (1) （一）生产情况 (1) （二）消费情况 (3) （三）投资情况 (4) （四）技术装备 (5) （五）重点企业 (6) （六）产业布局 (7) 三、主要问题 (7) （一）当前产业发展存在的主要问题 (7) （二）与国际先进水平相比存在的主要差距 (8) （三）制约行业发展的主要瓶颈 (8) 四、发展趋势和需求分析 (9) （一）面临的形势 (9) （二）产业发展趋势 (9) （三）市场需求分析 (10) 五、发展目标和重点 (15) （一）发展目标 (15) （二）发展重点 (15) 1.重点产品 (15) 2.核心技术 (16) 3.关键装备 (17) 4.布局重点 (17) （三）重大工程 (17) 六、政策建议 (18)

高性能玻璃纤维产业规划 一、领域界定 （一）概念和范围 玻璃纤维是一种综合性能优异的无机非金属材料，它是以天然矿石为原料，经过粉磨均化、高温熔制、拉丝、后加工等工序，最后形成连续纱、织物、短切纱、棉等各类玻璃纤维产品。通常作为复合材料增强基材、电绝缘材料、耐热绝热材料、光导材料、耐蚀材料和过滤材料等，广泛应用于国民经济各个领域。 玻璃纤维及复合材料自二十世纪三十年代诞生以来有了很大发展，生产技术不断提高，产品应用领域不断扩大。虽然其他高性能纤维如碳纤维、芳纶、陶瓷纤维等的应用范围越来越广，但玻璃纤维作为增强材料，仍是树脂基复合材料的绝对主体，占应用量的98%以上。 随着科技和经济的发展，不断对玻璃纤维应用功能提出更多、更好、更苛刻的要求，同时考虑行业本身的可持续发展，玻璃纤维行业在早先诞生的普通无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维的基础上，努力开发了高强高模、耐疲劳、耐热、耐酸、耐碱、耐辐照、低介电、导光导像等高性能玻璃纤维，更好地发挥了玻纤的性能优势，在先进复合材料领域发挥着重大的作用。 高性能玻璃纤维是指：与传统玻璃纤维相比，某些性能有显著提高，或具有传统玻璃纤维所不具备的优异性能和特殊功能的玻璃纤维。 （二）性能和用途 高性能玻璃纤维与传统玻璃纤维相比的性能优势和主要用途见表1。

环氧树脂优缺点

热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻

超好的环氧树脂复合材料英文文献

https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/Journal of Reinforced Plastics and Composites https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/content/30/19/1621The online version of this article can be found at: DOI: 10.1177/0731684411426810 2011 30: 1621 originally published online 7 November 2011 Journal of Reinforced Plastics and Composites N. Venkateshwaran, A. ElayaPerumal and M. S. Jagatheeshwaran Effect of fiber length and fiber content on mechanical properties of banana fiber/epoxy composite Published by: https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html, can be found at: Journal of Reinforced Plastics and Composites Additional services and information for https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/cgi/alerts Email Alerts: https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/subscriptions Subscriptions: https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/journalsReprints.nav Reprints: https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/journalsPermissions.nav Permissions: https://www.wendangku.net/doc/4115569265.html,/content/30/19/1621.refs.html Citations: What is This? - Nov 7, 2011 OnlineFirst Version of Record - Dec 16, 2011 Version of Record >>

环氧树脂特性

环氧树脂 目录 材料简介 应用特性 类型分类 使用指南 国内主要厂商 环氧树脂应用领域 环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂 是泛指分子中含有两个或两个以 上环氧基团的有机高分子化合 物，除个别外 ，它们 的 相对分子质量 都不高。 环氧树脂的 分子结构是以分子链中含有活泼 的环氧基团为其特征 ，环氧基 团 可以位于分子 链的末端、中间或成环状 结构。由于分子结构中 含有活泼的环氧基团，使 它们可与多 种类型的固化 剂发生交联反应而形成不溶、不 熔的具有三向网状结构的高聚 物。 应用特性 1 、 形式 多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用 对形式提出的要求，其 范围可以从极 低的粘度到高熔点固 体。 2 、 固化方便。选用各种不同的 固化剂，环氧树脂体系几乎可 以在 0 ～ 180 ℃温度范围内固化 。 3 、 粘 附力强。环氧树脂分子链中固有的极 性羟基和醚键的存在，使其对各种物质 具有很高的 粘附力。环氧 树脂固化时的收缩性低，产生的 内应力小，这也有助于提高 粘 附强度。 4 、 收缩 性低。 环氧树脂和所用的固化剂的反应是 通过直接加成反应或树脂分子中 环氧基的 开 环聚合反应来 进行的，没有水或其它挥发性副 产物放出。它们和不饱和聚 酯 树脂、酚醛树脂相比， 在固化过程中 显示出很低的收缩性（小于 2%）。 5 、 力学性能。固化后的环氧 树脂体系具有优良的力学性 能。 6 、 电性能 。固化后的环氧树脂体系是一 种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧 的优良绝 缘 材 料。 7 、 化学 稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐 碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固 化环氧体系的 其它性能一样， 化学 稳定性也取决于所选用的树脂和 固化剂。 适当地选用 环氧树脂 和 固化剂，可以 使其具有特殊的化学稳定性 能。 8 、 尺寸稳定性。上述的许多 性能的综合，使环氧树脂体系 具 有突出的尺寸稳定性和耐久性 。 9 、 耐霉菌。固化的环氧树脂 体系耐大多数霉菌，可以在苛 刻 的热带条件下使用。 类型分类 根据分子 结构，环氧树脂大体上可分为五 大类： 1 、 缩水甘油醚类环氧树脂 2 、 缩水甘油酯类环氧树脂 3 、 缩水甘油胺类环氧树脂 4 、 线型脂肪族类环氧树脂 5 、 脂环族类环氧树脂

新型高强度玻璃纤维的制备与性能研究

新型高强度玻璃纤维的制备与性能研究 摘要：本文研究了NEW HS这种新型高强度玻璃纤维，这种玻璃纤维的主要成分是二氧化硅、氧化铝和氧化镁，总含量大于百分之九十六，其余成分为助溶剂和澄清剂和少量的杂质，经过熔融冷却试制了玻璃样品，并测试了实验样品的粘度、新生态强度、析晶上限、软化点灯各项性能指标新生态强度测试数据在4700MPa左右，软化温度为970摄氏度，耐酸性检测中质量损失小于 5.20％，新型玻璃纤维表现出了良好的力学性能和耐高温、耐酸性能。 关键词：玻璃纤维：高强度：耐酸性：耐温性 一、研究背景 相比于普通的无碱玻璃纤维，高强度的玻璃纤维表现出较高的物理性能和化学性能，拉伸强度、抗冲击能力、耐蚀性、耐疲劳能力、耐高温能力都很好，广泛用于军工和航天领域，而应用范围不断扩大，发展前景可观。目前市场上有的高强度玻璃纤维制品有美国的S-2、日本的“T”型、法国的“R”型、中国的“HS”系列等高强度玻璃纤维，但是上述产品都存在一定的缺陷，美国的高强度玻璃纤维生产过程中加入了贵金属，造价高，日本的高强度玻璃纤维中加入了较多氧化锂，导致成本高的同时还要加入有毒的氧化镝作为澄清剂，而中国早期的高强度玻璃纤维成分包含氧化铁，玻璃纤维的导热能力不好，而且玻璃自身有颜色导致不好着色。 本文设计了新型高强度玻璃纤维NEW HS，改善上述问题。 二、高强度玻璃纤维的制备 2.1高强度玻璃纤维的原材料 实验所用的材料包括二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化硼、氧化铬、碳酸锂、氧化铁等工业级原料。 2.2高强度玻璃纤维的成分设计 根据计算，确定了本高强度玻璃纤维的成分范围，二氧化硅,54-62％，氧化铝24-27，氧化镁12-15％，氧化铬0.-1.5％，氧化锂0.3-0.5％，氧化硼0.-1.5％，氧化铁0.2-.4％，氧化钨％，其余成分为杂质，再次范围之内配料。 2.3玻璃纤维的制备

环氧树脂的性能及应用特点

环氧树脂的性能及应用特点 环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及轻基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。这是其他热固性树脂所无法相比的。 1、环氧树脂及其固化物的性能特点 (1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 (2)粘接性能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘接性能特别强，可用作结构胶。 (3)固化收缩率小。一般为1％～2％。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4％～8％)。线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。所以其产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 (4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。 (5)电性能好。是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。 (6)稳定性好。不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。 (7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。 (8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。 2、环氧树脂的应用特点 (1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。但是每个最佳配方都有一定的适用范围(条件)，不是在任何工艺条件和任意使用条件下都宜采用。也就是说没有“万能”的最佳配方。必须根据不同的条件，设计出不同的最佳配方。由于不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同，所以环氧树脂的固化历程，即固化工艺条件对环氧固化物的结构和性能影响极大。相同的配方在不同的固化工艺条件下所得产品的性能会有非常的大的差别。所以正确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的关键，也是技术机密所在。要能生产和开发出自己所需性能的环氧材料，就必须设计出相应的专用配方及其成型工艺条件。因此，就必须深入了解和掌握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与性能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及性能的影响。这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手，运用自如，取得最佳方案，生产和开发出性能最佳、成本最低的环氧材料和制品。 (2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化，能在潮湿表面甚至在水中固化，能快速固化、也能缓慢固化，所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。 (3)在三大通用型热固性树脂中，环氧树脂的价格偏高，从而在应用上受到一定的影响。但是，由于它的性能优异，所以主要用于对使用性能要求高的场合，尤其是对综合性能要求高的领域。