南京工業(yè)大學(xué) 復(fù)合材料原理 第5章樹(shù)脂基復(fù)合材料(第8周)

1、第五章第五章 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料Review of HPF4.14.1碳纖維碳纖維 碳纖維的制造（碳纖維的制造（聚丙烯腈先驅(qū)絲法、纖維素先驅(qū)絲法以及瀝青基碳纖維）聚丙烯腈先驅(qū)絲法、纖維素先驅(qū)絲法以及瀝青基碳纖維） 碳纖維的性能及應(yīng)用碳纖維的性能及應(yīng)用4.24.2有機(jī)纖維有機(jī)纖維 芳綸（芳綸（PPTAPPTA、PBAPBA的制備及性能）的制備及性能） 超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維4.34.3無(wú)機(jī)纖維及晶須無(wú)機(jī)纖維及晶須 特種玻璃纖維（制備方法、性能與應(yīng)用）特種玻璃纖維（制備方法、性能與應(yīng)用） 硼纖維硼纖維 （制備方法）（制備方法） 氧化鋁纖維（制備方法、性能與應(yīng)用）氧化鋁纖維（

2、制備方法、性能與應(yīng)用） 碳化硅纖維（制備方法、性能與應(yīng)用）碳化硅纖維（制備方法、性能與應(yīng)用） 晶須（制備方法）晶須（制備方法） Contents5.15.1、聚合物、聚合物( (樹(shù)脂樹(shù)脂) )基復(fù)合材料基復(fù)合材料5.1.1聚合物基體 5.1.2聚合物復(fù)合材料5.25.2、金屬基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料 5.2.1金屬基體 5.2.2金屬基復(fù)合材料5.1聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料5.1.1聚合物基體聚合物基體(1)概述概述(2)聚合物基體的作用及類型聚合物基體的作用及類型(3)熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂(4)熱塑性樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂5.1.2聚合物基體復(fù)合材料聚合物基體復(fù)合材料(1)復(fù)合材料的制造復(fù)

3、合材料的制造(2)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能冷卻塔冷卻塔風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片玻璃鋼水箱玻璃鋼水箱樹(shù)脂基體及其復(fù)合材料樹(shù)脂基體及其復(fù)合材料 (1) (1)概述概述1.1聚合物的結(jié)構(gòu)特征與性能聚合物的結(jié)構(gòu)特征與性能(2)(2)聚合物基體的作用及類型聚合物基體的作用及類型2.1、聚合物的作用、聚合物的作用固結(jié)固結(jié)分散的分散的增強(qiáng)體增強(qiáng)體以形成復(fù)合材料整體和以形成復(fù)合材料整體和賦予賦予制做的制做的形狀形狀；保護(hù)保護(hù)增強(qiáng)體增強(qiáng)體不受或少受環(huán)境的不利影響；不受或少受環(huán)境的不利影響；在復(fù)合材料受力時(shí)向增強(qiáng)體在復(fù)合材料受力時(shí)向增強(qiáng)體傳遞載荷傳遞載荷使他們發(fā)揮承力功能；使他們發(fā)揮承力功能；

4、 決定復(fù)合材料的決定復(fù)合材料的加工性能加工性能.2.2、聚合物的類型、聚合物的類型 熱固性熱固性包括環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂以及熱固性酚醛樹(shù)脂等；包括環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂以及熱固性酚醛樹(shù)脂等； 熱塑性熱塑性包括聚酰亞胺、雙馬來(lái)酰亞胺、熱塑性酚醛樹(shù)脂、聚醚醚酮以及聚醚醚包括聚酰亞胺、雙馬來(lái)酰亞胺、熱塑性酚醛樹(shù)脂、聚醚醚酮以及聚醚醚酮等。酮等。3.1 基本概念基本概念熱固性：熱固性： 在加熱或固化劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑的作用下在加熱或固化劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑的作用下發(fā)生發(fā)生交聯(lián)交聯(lián)而變成而變成不溶不熔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不溶不熔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應(yīng)。交聯(lián)反應(yīng)不可逆，不可逆，只能一次成型加工只能一次成型加工。3

5、.2 熱固性樹(shù)脂的基本性質(zhì)熱固性樹(shù)脂的基本性質(zhì)3.2.1環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 特點(diǎn)特點(diǎn)：具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、化學(xué)穩(wěn)定性和：具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、環(huán)境耐久性；品種多、固化方便、尺寸穩(wěn)定性、環(huán)境耐久性；品種多、固化方便、粘附力強(qiáng)、固化收縮率低粘附力強(qiáng)、固化收縮率低. .(3) (3) 熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂分類：分類：縮水甘油醚、縮水甘油酯、縮水甘油胺、線性縮水甘油醚、縮水甘油酯、縮水甘油胺、線性 脂肪族、環(huán)形脂肪族；脂肪族、環(huán)形脂肪族；工業(yè)指標(biāo)：工業(yè)指標(biāo)：環(huán)氧值、環(huán)氧當(dāng)量、室溫粘度、軟化點(diǎn)、環(huán)氧值、環(huán)氧當(dāng)量、室溫粘度、軟化點(diǎn)、 氯含量、揮發(fā)分、適用期、貯存期等；氯含量、揮發(fā)分

6、、適用期、貯存期等； 固化途徑：固化途徑：加入固化劑（反應(yīng)或催化）交聯(lián)；加入固化劑（反應(yīng)或催化）交聯(lián)； 環(huán)氧基團(tuán)之間直接交聯(lián)；環(huán)氧基團(tuán)之間直接交聯(lián)； 環(huán)氧基團(tuán)與芳香和脂肪羥基交聯(lián)。環(huán)氧基團(tuán)與芳香和脂肪羥基交聯(lián)。應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域：電氣絕緣材料、固態(tài)或熱態(tài)涂料、層壓復(fù)合材料。電氣絕緣材料、固態(tài)或熱態(tài)涂料、層壓復(fù)合材料。3.2.2酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂特點(diǎn)：耐高溫、不熔性、阻燃性、突出的瞬時(shí)高溫耐燒特點(diǎn)：耐高溫、不熔性、阻燃性、突出的瞬時(shí)高溫耐燒蝕性能以及廣泛的改性余地。蝕性能以及廣泛的改性余地。固化：固化：熱固化熱固化或或酸固化酸固化應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 環(huán)氧改性酚醛樹(shù)脂（高強(qiáng)度玻璃鋼、涂層、模壓等）

7、；環(huán)氧改性酚醛樹(shù)脂（高強(qiáng)度玻璃鋼、涂層、模壓等）； 有機(jī)硅改性酚醛樹(shù)脂（高溫使用、耐燒蝕材料）；有機(jī)硅改性酚醛樹(shù)脂（高溫使用、耐燒蝕材料）； 硼改性酚醛樹(shù)脂（空間技術(shù)領(lǐng)域的耐燒蝕材料）硼改性酚醛樹(shù)脂（空間技術(shù)領(lǐng)域的耐燒蝕材料）改性途徑：封鎖改性途徑：封鎖酚羥基酚羥基、引入其他組份、引入其他組份隔離或包圍酚羥基隔離或包圍酚羥基。3.2.3 不飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR,UP)不飽和聚酯樹(shù)脂特點(diǎn)：不飽和聚酯樹(shù)脂特點(diǎn)： （1）由）由不飽和聚酯不飽和聚酯與與交聯(lián)單體交聯(lián)單體構(gòu)成，具有構(gòu)成，具有酯鍵酯鍵和和不飽和雙不飽和雙鍵鍵； （2）不飽和聚酯：）不飽和聚酯：不飽和二元酸不飽和二元酸和和飽和二

8、元酸飽和二元酸混合成；混合成； （3）交聯(lián)單體：）交聯(lián)單體：苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯甲苯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯甲苯、甲基丙烯酸甲酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯丙烯酸甲酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。不飽和聚酯樹(shù)脂性能：不飽和聚酯樹(shù)脂性能： 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)： 耐耐 熱熱 性性 熱變形溫度、膨脹系數(shù)熱變形溫度、膨脹系數(shù)力學(xué)性能力學(xué)性能 較高的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度較高的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度介電性能介電性能 良好良好 化學(xué)性能：化學(xué)性能：耐酸耐水性較好、耐堿性和耐有機(jī)溶劑性能次之；耐酸耐水性較好、耐堿性和耐有機(jī)溶劑性能次之；耐化學(xué)腐蝕性受化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)的影響。耐化學(xué)腐蝕性受化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)的影響

9、。 發(fā)展方向發(fā)展方向 1) 致力于開(kāi)發(fā)低苯乙烯或無(wú)苯乙烯樹(shù)脂致力于開(kāi)發(fā)低苯乙烯或無(wú)苯乙烯樹(shù)脂; 2) 以汽車為中心的以汽車為中心的FRP的再循環(huán)利用的再循環(huán)利用; 3) 將大型的手工鋪汽車成型方法改換為充氣膨脹法或?qū)⒋笮偷氖止や伷嚦尚头椒ǜ膿Q為充氣膨脹法或RTM成型成型法法; 4) 挖掘產(chǎn)品的新用途挖掘產(chǎn)品的新用途(如防水襯里材料等如防水襯里材料等)。 應(yīng)用（乙烯基酯樹(shù)脂）應(yīng)用（乙烯基酯樹(shù)脂）： 、粘合劑、粘合劑 、耐化學(xué)腐蝕玻璃鋼制品、耐化學(xué)腐蝕玻璃鋼制品 、浴室管道膠衣層、浴室管道膠衣層 特點(diǎn)特點(diǎn)：具有優(yōu)良的物理、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和耐化學(xué)腐蝕等：具有優(yōu)良的物理、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和耐化學(xué)腐

10、蝕等 性能。如：使用溫度范圍寬、阻燃、尺寸穩(wěn)定等。性能。如：使用溫度范圍寬、阻燃、尺寸穩(wěn)定等。 種類種類：耐高溫、耐輻射以及耐熱性能優(yōu)良的樹(shù)脂：耐高溫、耐輻射以及耐熱性能優(yōu)良的樹(shù)脂圖為熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂、硫和硫加樹(shù)脂三套工藝包膜控釋肥產(chǎn)品圖為熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂、硫和硫加樹(shù)脂三套工藝包膜控釋肥產(chǎn)品 3.3 高性能熱固性樹(shù)脂高性能熱固性樹(shù)脂3.3.1 聚酰亞胺聚酰亞胺(PI)特點(diǎn)特點(diǎn)：耐高溫，對(duì)熱和氧非常穩(wěn)定，有突出的耐輻射和良：耐高溫，對(duì)熱和氧非常穩(wěn)定，有突出的耐輻射和良好的導(dǎo)電性能和耐腐蝕特點(diǎn)。好的導(dǎo)電性能和耐腐蝕特點(diǎn)。類型類型：縮聚型（：縮聚型（c型型PI） PMR聚酰亞胺聚酰亞胺加

11、聚型（加聚型（a型型PI） PMR11、15、20聚酰亞胺聚酰亞胺 聚雙馬來(lái)酰亞胺（聚雙馬來(lái)酰亞胺（BMI） BMI樹(shù)脂密度低樹(shù)脂密度低(1.351.4gcm3)； 玻璃轉(zhuǎn)變溫度介于玻璃轉(zhuǎn)變溫度介于EP和和PI之間之間(250-300)； 成型溫度比成型溫度比PI低，可在低，可在EP的固化溫度內(nèi)固化；的固化溫度內(nèi)固化； 無(wú)揮發(fā)物，無(wú)小分子，是酸性加成反應(yīng)；無(wú)揮發(fā)物，無(wú)小分子，是酸性加成反應(yīng)； 需后固化需后固化(250)，后固化之后的性能比，后固化之后的性能比EP好；好； 耐老化性能好，制品在耐老化性能好，制品在220經(jīng)經(jīng)1000 h老化后，各項(xiàng)重老化后，各項(xiàng)重 要性能基本保持不變；要性能基本保

12、持不變； 在在250經(jīng)經(jīng)5000 h熱老化后，強(qiáng)度下降熱老化后，強(qiáng)度下降50； 耐輻射性好，經(jīng)耐輻射性好，經(jīng)Y射線射線5x109tad劑量照射，力學(xué)性能劑量照射，力學(xué)性能 無(wú)明顯變化。無(wú)明顯變化。 BMI性能性能BMI性能性能 BMI分子端基含有活潑雙健，它可以進(jìn)行游離基自聚分子端基含有活潑雙健，它可以進(jìn)行游離基自聚或共聚反應(yīng)形成均聚物或共聚物。或共聚反應(yīng)形成均聚物或共聚物。 與與PI相比，它們的性能不相上下，但相比，它們的性能不相上下，但BMI的合成工藝的合成工藝 簡(jiǎn)單，后加工容易，成本低，可以方便地制成各種復(fù)合簡(jiǎn)單，后加工容易，成本低，可以方便地制成各種復(fù)合材料制品。但是材料制品。但是BM

13、I固化物較脆。固化物較脆。 在聚合物基復(fù)合材料制備中，在聚合物基復(fù)合材料制備中，BMI用作纖維增強(qiáng)和無(wú)機(jī)粒料填充的用作纖維增強(qiáng)和無(wú)機(jī)粒料填充的模塑料模塑料、浸漬玻璃布的層壓制品和浸漬漆等；浸漬玻璃布的層壓制品和浸漬漆等； 在航空航天工業(yè)中，在航空航天工業(yè)中，BMI樹(shù)脂層壓件制成航天器的樹(shù)脂層壓件制成航天器的隔熱層隔熱層、導(dǎo)彈耐燒蝕、導(dǎo)彈耐燒蝕殼體殼體、飛機(jī)雷達(dá)罩、尾舵部件、各種耐熱電子元件等；飛機(jī)雷達(dá)罩、尾舵部件、各種耐熱電子元件等； 在電氣工業(yè)中，作為在電氣工業(yè)中，作為F級(jí)級(jí)(155，復(fù)合硅有機(jī)聚酯漆，復(fù)合硅有機(jī)聚酯漆)、H級(jí)級(jí)(180，復(fù)合薄，復(fù)合薄膜、聚酰亞胺漆膜、聚酰亞胺漆) 絕緣材料

14、絕緣材料； 在機(jī)械工業(yè)中，作為剎車片、減震器、軸承、墊圈、密封件等。在機(jī)械工業(yè)中，作為剎車片、減震器、軸承、墊圈、密封件等。超細(xì)聚酰亞胺樹(shù)脂粉超細(xì)聚酰亞胺樹(shù)脂粉-結(jié)合劑結(jié)合劑 H級(jí)或級(jí)或F級(jí)電氣絕緣材料樹(shù)脂基體級(jí)電氣絕緣材料樹(shù)脂基體 BMI樹(shù)脂的應(yīng)用樹(shù)脂的應(yīng)用3.3.2聚苯并咪唑聚苯并咪唑(PBl)概述：概述：聚苯并咪唑聚苯并咪唑(PBl)樹(shù)脂于樹(shù)脂于20世紀(jì)世紀(jì)50年代末期首次合成，年代末期首次合成， 它是在主鏈中含有苯并咪唑重復(fù)單元的芳雜環(huán)聚合物。它是在主鏈中含有苯并咪唑重復(fù)單元的芳雜環(huán)聚合物。PBI性能：性能：樹(shù)脂具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，能在樹(shù)脂具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，能在300空氣中耐氧化?？?/p>

15、氣中耐氧化。PBI的制備：的制備： 聚苯并咪唑由芳族二元胺和芳族二元酸反應(yīng)形成的低聚苯并咪唑由芳族二元胺和芳族二元酸反應(yīng)形成的低分子量分子量預(yù)聚體預(yù)聚體與與芳香族四元胺芳香族四元胺和和芳香族二羧酸的衍生物芳香族二羧酸的衍生物縮縮聚制得。聚制得。PBI的性能與應(yīng)用的性能與應(yīng)用 PBI具有優(yōu)良的耐高溫性能具有優(yōu)良的耐高溫性能(具有芳香鏈的具有芳香鏈的PBI在在500穩(wěn)穩(wěn)定、具有脂肪鏈的定、具有脂肪鏈的PBI可在可在350以下使用以下使用)。 PBI可用作可用作耐高溫粘接劑和復(fù)合材料基體耐高溫粘接劑和復(fù)合材料基體；Tg427；耐蝕性好、電絕緣性好、不燃燒；耐蝕性好、電絕緣性好、不燃燒； 工藝復(fù)雜，復(fù)

16、合材料成型需要高壓力、工藝復(fù)雜，復(fù)合材料成型需要高壓力、原料貴、成本高原料貴、成本高； 纖維增強(qiáng)的纖維增強(qiáng)的PBI基復(fù)合材料基復(fù)合材料耐熱性高耐熱性高，如，如T300PBI的使的使用溫度用溫度316，拉件強(qiáng)度，拉件強(qiáng)度1000 MPa，彎曲強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度1300 MPa。 (4) 熱塑性熱塑性)樹(shù)脂樹(shù)脂4.1 聚醚醚酮（聚醚醚酮（PEEK）樹(shù)脂）樹(shù)脂PEEK制備方法制備方法: 第一種方法原料：第一種方法原料：4，4，-二氟甲酮、對(duì)苯二酚、碳酸鈉二氟甲酮、對(duì)苯二酚、碳酸鈉(或碳酸鉀或碳酸鉀)，溶劑為二苯砜。第二種原料是溶劑為二苯砜。第二種原料是4 ，4，-二氯苯酮和對(duì)苯二酚鈉。二氯苯酮和對(duì)苯二酚

17、鈉。工藝為：工藝為： 將將4，4，二氟二苯甲酮、對(duì)苯二酚和二苯礬混勻，加熱到，二氟二苯甲酮、對(duì)苯二酚和二苯礬混勻，加熱到180，N2保保護(hù)。護(hù)。 加入等摩爾比的無(wú)水加入等摩爾比的無(wú)水Na2C03反應(yīng)，升溫反應(yīng)，升溫210保溫保溫1h，升至，升至250保溫保溫1 h，最后升至，最后升至320保溫保溫2.5 h。 冷卻反應(yīng)物得到淡黃色粒狀固體，粉碎，再用丙酮、水、丙酮冷卻反應(yīng)物得到淡黃色粒狀固體，粉碎，再用丙酮、水、丙酮-甲醇溶甲醇溶液反復(fù)洗漆，除去二苯礬和無(wú)機(jī)鹽液反復(fù)洗漆，除去二苯礬和無(wú)機(jī)鹽; 真空干燥真空干燥(140)，得到純，得到純PEEK。 PEEK樹(shù)脂具有相當(dāng)好的熱穩(wěn)定性，熱變形溫度為樹(shù)

18、脂具有相當(dāng)好的熱穩(wěn)定性，熱變形溫度為160左右，熔點(diǎn)為左右，熔點(diǎn)為334。 在空氣中在空氣中420經(jīng)經(jīng)2h失重僅為失重僅為2左右。左右。 最高長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)到最高長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)到200，在，在200下使用壽下使用壽命可達(dá)命可達(dá)5104h左右。左右。 若加人若加人30的玻璃纖維，連續(xù)使用溫度可達(dá)的玻璃纖維，連續(xù)使用溫度可達(dá)310。 PEEK樹(shù)脂還具有優(yōu)良的長(zhǎng)期耐蠕變性能和耐疲勞特樹(shù)脂還具有優(yōu)良的長(zhǎng)期耐蠕變性能和耐疲勞特性；具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；性；具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性； PEEK樹(shù)脂的性能樹(shù)脂的性能 除除H2S04、氯磺酸等強(qiáng)酸外，在常溫下幾乎可以耐所、氯磺酸等強(qiáng)酸外，在常溫下幾乎可以耐所有

19、的化學(xué)試劑；有的化學(xué)試劑； 具有優(yōu)良的耐具有優(yōu)良的耐X射線、射線、p射線和射線和7射線性能，能承受高射線性能，能承受高劑量的輻照而性能無(wú)明顯降低；劑量的輻照而性能無(wú)明顯降低； 具有優(yōu)良的電絕緣性能；具有優(yōu)良的電絕緣性能； 具有良好的阻燃性，氧指數(shù)較高，厚度具有良好的阻燃性，氧指數(shù)較高，厚度1.6的制品，的制品，阻燃性可達(dá)到阻燃性可達(dá)到UL94V-0級(jí)。級(jí)。 PEEK樹(shù)脂對(duì)碳纖維有較好的粘接性，經(jīng)碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂對(duì)碳纖維有較好的粘接性，經(jīng)碳纖維增強(qiáng)的的PEEK具有較高的力學(xué)性能和耐熱性。具有較高的力學(xué)性能和耐熱性。 PEEK樹(shù)脂的性能樹(shù)脂的性能 PEEK樹(shù)脂的應(yīng)用樹(shù)脂的應(yīng)用耐高溫耐高溫PEEK軸承

20、軸承PEEK板材板材/棒材棒材PEEK注塑件注塑件PEEK零件零件PEEK管線和接頭管線和接頭PEEK閥門閥門 聚醚酮酮聚醚酮酮(PEKK)樹(shù)脂是繼樹(shù)脂是繼PEEK之后開(kāi)發(fā)的又一種具有之后開(kāi)發(fā)的又一種具有特殊結(jié)構(gòu)的熱塑性工程塑料，特別適合于作為高性能樹(shù)脂復(fù)特殊結(jié)構(gòu)的熱塑性工程塑料，特別適合于作為高性能樹(shù)脂復(fù)合材料的基體。合材料的基體。(1) PEKK的制備的制備美國(guó)美國(guó)DuPont公司法公司法 1988年。制備樹(shù)脂原料：二苯醚、對(duì)苯二甲酰氧，用年。制備樹(shù)脂原料：二苯醚、對(duì)苯二甲酰氧，用AICl3作催化劑。在硝基苯溶液中于作催化劑。在硝基苯溶液中于6080下進(jìn)行縮合反應(yīng)，下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到的得

21、到的PEKK分子量低，特性黏度小。分子量低，特性黏度小。4.2 聚醚酮酮樹(shù)脂聚醚酮酮樹(shù)脂(PEKK)英國(guó)英國(guó)ICI法法 制備樹(shù)脂原料：二苯醚，間苯二氯甲烷為溶制備樹(shù)脂原料：二苯醚，間苯二氯甲烷為溶劑。制成結(jié)晶型的劑。制成結(jié)晶型的PEKK樹(shù)脂。樹(shù)脂具有很高的熱穩(wěn)定性能樹(shù)脂。樹(shù)脂具有很高的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)強(qiáng)度。和力學(xué)強(qiáng)度。6氟雙酚氟雙酚A環(huán)狀聚醚酮環(huán)狀聚醚酮(砜砜)合成流程圖合成流程圖 PEKK樹(shù)脂的樹(shù)脂的Tg比比PEEK高高1012；拉伸模量比；拉伸模量比PEEK高高0.7GPa，斷裂功不如斷裂功不如PEEK，但比，但比EP高高10倍；倍； 作為復(fù)合材料基體樹(shù)脂有足夠的強(qiáng)度，具有優(yōu)良的耐燃作為復(fù)

22、合材料基體樹(shù)脂有足夠的強(qiáng)度，具有優(yōu)良的耐燃性，氧指數(shù)高，性，氧指數(shù)高， NBS煙密度低，加工性能好。煙密度低，加工性能好。 (2) PEKK樹(shù)脂的性能樹(shù)脂的性能PEKK的應(yīng)用與的應(yīng)用與PEEK相仿。因相仿。因PEKK的熔點(diǎn)高、黏度的熔點(diǎn)高、黏度低、成型工藝好，所以應(yīng)用比低、成型工藝好，所以應(yīng)用比PEEK更廣泛。更廣泛。例如：例如： 電線、電纜的絕緣包覆材料電線、電纜的絕緣包覆材料可用作耐輻的原于可用作耐輻的原于能控制電纜，耐能控制電纜，耐H2S和耐熱的油井電纜、飛機(jī)、船舶、和耐熱的油井電纜、飛機(jī)、船舶、X光光裝置等特殊電纜的包覆材料，能在苛刻條件下長(zhǎng)期使用；裝置等特殊電纜的包覆材料，能在苛刻條

23、件下長(zhǎng)期使用； 機(jī)械零部件機(jī)械零部件注塑制品有發(fā)動(dòng)機(jī)輔助部件注塑制品有發(fā)動(dòng)機(jī)輔助部件(能在能在240度長(zhǎng)期使用度長(zhǎng)期使用)、活塞環(huán)、活塞環(huán)、O形圈、滾珠軸承、飛機(jī)零部件、形圈、滾珠軸承、飛機(jī)零部件、抗蠕變的天線罩等?？谷渥兊奶炀€罩等。 (3) PEKK樹(shù)脂的應(yīng)用樹(shù)脂的應(yīng)用 概述：概述： 聚苯硫醚聚苯硫醚(PPS)又名又名聚亞苯基硫醚聚亞苯基硫醚，是以，是以亞苯基硫醚亞苯基硫醚為為主鏈的主鏈的半晶態(tài)高聚物半晶態(tài)高聚物，白色粉末，有極優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，能，白色粉末，有極優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，能在在400空氣或氮?dú)庵斜３址€(wěn)定。熔融聚合物于空氣中加熱時(shí)空氣或氮?dú)庵斜３址€(wěn)定。熔融聚合物于空氣中加熱時(shí)變黑，然后凝

24、膠和固化，交聯(lián)后為熱固性固體。變黑，然后凝膠和固化，交聯(lián)后為熱固性固體。聚苯硫醚樹(shù)脂的制備技術(shù)：聚苯硫醚樹(shù)脂的制備技術(shù)： 溶液聚合法溶液聚合法以以對(duì)二氯苯對(duì)二氯苯和和硫化鈉硫化鈉為原料，為原料，N甲基吡咯烷酮甲基吡咯烷酮為溶劑，在為溶劑，在175350，常壓至，常壓至70Pa下進(jìn)行反應(yīng)制得下進(jìn)行反應(yīng)制得PPS。 4.3 聚苯硫醚樹(shù)脂聚苯硫醚樹(shù)脂(PPS)自縮聚法自縮聚法 以以鹵代苯硫酚金屬鹽鹵代苯硫酚金屬鹽為原料，在為原料，在吡啶溶液吡啶溶液或或無(wú)溶劑無(wú)溶劑下自縮下自縮聚制得聚苯硫醚。聚制得聚苯硫醚。PPS的性能：的性能： PPS的密度為的密度為1.36g/cm3，白色粉末，硬而脆，是一種，白

25、色粉末，硬而脆，是一種結(jié)晶結(jié)晶型高級(jí)工程塑料型高級(jí)工程塑料； 具有具有高的熱穩(wěn)定性高的熱穩(wěn)定性，良好的耐化學(xué)藥品性，優(yōu)良的電絕緣，良好的耐化學(xué)藥品性，優(yōu)良的電絕緣性、耐老化性、耐疲勞和阻燃性；性、耐老化性、耐疲勞和阻燃性；PPS的性能：的性能： 線型線型PPS在在400的空氣和氟氣中保持穩(wěn)定，的空氣和氟氣中保持穩(wěn)定，長(zhǎng)期使用溫長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)度可達(dá)250，經(jīng)化學(xué)交聯(lián)后可在，經(jīng)化學(xué)交聯(lián)后可在290使用。使用。 PPS為為不燃性樹(shù)脂不燃性樹(shù)脂，其耐燃性能優(yōu)于一般工程塑料。氧指，其耐燃性能優(yōu)于一般工程塑料。氧指數(shù)約為數(shù)約為44，接近或超過(guò)耐燃性極優(yōu)的聚氯乙烯；，接近或超過(guò)耐燃性極優(yōu)的聚氯乙烯； 有良

26、好的耐無(wú)機(jī)酸、堿、芳香及脂肪烴、酮、醇及氧化烴有良好的耐無(wú)機(jī)酸、堿、芳香及脂肪烴、酮、醇及氧化烴等性能；等性能； PPS的的剛性好，但韌性差剛性好，但韌性差，沖擊強(qiáng)度低。玻璃纖維或其他，沖擊強(qiáng)度低。玻璃纖維或其他增強(qiáng)材料增強(qiáng)后，沖擊強(qiáng)度、耐熱性和其他力學(xué)性能能得到增強(qiáng)材料增強(qiáng)后，沖擊強(qiáng)度、耐熱性和其他力學(xué)性能能得到全面改進(jìn)。全面改進(jìn)。 PPS的應(yīng)用的應(yīng)用聚苯硫醚聚苯硫醚PPS型材型材聚苯硫醚聚苯硫醚PPS板材、管材板材、管材聚苯硫醚聚苯硫醚PPS板材、管材板材、管材1 1、聚合物基復(fù)合材料的制造、聚合物基復(fù)合材料的制造 常用制造工藝：手糊工藝、纖維纏繞、拉擠、熔融流動(dòng)。常用制造工藝：手糊工藝、

27、纖維纏繞、拉擠、熔融流動(dòng)。（1）手糊工藝）手糊工藝 分類分類：觸壓成型、袋壓成型、高壓釜成型等三類：觸壓成型、袋壓成型、高壓釜成型等三類 特點(diǎn)特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，不易精確控制，需要的填料少，成型周期：適應(yīng)性強(qiáng)，不易精確控制，需要的填料少，成型周期 長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。 應(yīng)用應(yīng)用：手糊工藝的應(yīng)用廣泛。遍及從航空航天、艦船、汽：手糊工藝的應(yīng)用廣泛。遍及從航空航天、艦船、汽 車、化工、醫(yī)療、體育到民用的多數(shù)部門。車、化工、醫(yī)療、體育到民用的多數(shù)部門。5.1.2 聚合物基體復(fù)合材料聚合物基體復(fù)合材料（1 1）手糊制品）手糊制品（2）纏繞成型）纏繞成型 分類分類：干法纏繞、半干法纏繞和濕法纏

28、繞三種：干法纏繞、半干法纏繞和濕法纏繞三種 纖維纏繞方式纖維纏繞方式：環(huán)向纏繞、縱向纏繞和螺旋纏繞三種：環(huán)向纏繞、縱向纏繞和螺旋纏繞三種 特點(diǎn)特點(diǎn)： 具備能充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度，制品的質(zhì)量輕，勞動(dòng)強(qiáng)具備能充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度，制品的質(zhì)量輕，勞動(dòng)強(qiáng) 度低，度低， 質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)；但不能纏繞任意形狀的制質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)；但不能纏繞任意形狀的制 品，且生產(chǎn)設(shè)備成本高。品，且生產(chǎn)設(shè)備成本高。 應(yīng)用應(yīng)用： 用于制造大直徑的圓柱形筒體和球形封頭容器，高壓氣用于制造大直徑的圓柱形筒體和球形封頭容器，高壓氣 瓶，電機(jī)綁環(huán)及護(hù)環(huán)，船桅桿，風(fēng)機(jī)葉片，網(wǎng)球拍，撐竿等。瓶，電機(jī)綁環(huán)及護(hù)環(huán)，船桅桿，風(fēng)

29、機(jī)葉片，網(wǎng)球拍，撐竿等。（1 1）纏繞成型）纏繞成型（3）拉擠成型）拉擠成型 特點(diǎn)特點(diǎn)：生產(chǎn)過(guò)程能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，生產(chǎn)效率高，纖維：生產(chǎn)過(guò)程能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，生產(chǎn)效率高，纖維體積含體積含 量高（可達(dá)量高（可達(dá)80），產(chǎn)品強(qiáng)度高，可以根據(jù)制），產(chǎn)品強(qiáng)度高，可以根據(jù)制品力學(xué)性能要品力學(xué)性能要 求調(diào)整縱橫向強(qiáng)度，廢料少，省工，省料，求調(diào)整縱橫向強(qiáng)度，廢料少，省工，省料，省能耗，質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好；但是產(chǎn)品形狀單調(diào)，只省能耗，質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好；但是產(chǎn)品形狀單調(diào)，只能生產(chǎn)線性型材，而且橫向強(qiáng)度不高。能生產(chǎn)線性型材，而且橫向強(qiáng)度不高。 應(yīng)用應(yīng)用：電工領(lǐng)域、防腐工程、建筑工業(yè)、交通領(lǐng)域、運(yùn)動(dòng)娛：電

30、工領(lǐng)域、防腐工程、建筑工業(yè)、交通領(lǐng)域、運(yùn)動(dòng)娛樂(lè)等領(lǐng)域。樂(lè)等領(lǐng)域。（3 3）拉擠成型）拉擠成型（4）熔融流動(dòng)的成型技術(shù)）熔融流動(dòng)的成型技術(shù) 工藝分類工藝分類：注射成型、擠出成型和熱塑成型注射成型、擠出成型和熱塑成型（5）增強(qiáng)反射注射模塑（）增強(qiáng)反射注射模塑（RRIM） 特點(diǎn)特點(diǎn)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，可生產(chǎn)大尺寸件，成型壓力低，反應(yīng)成型產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，可生產(chǎn)大尺寸件，成型壓力低，反應(yīng)成型時(shí)無(wú)模具壓力，產(chǎn)品在模具內(nèi)發(fā)熱量小，制品收縮率低，尺寸時(shí)無(wú)模具壓力，產(chǎn)品在模具內(nèi)發(fā)熱量小，制品收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，制品表面質(zhì)量好，成型周期短，生產(chǎn)成本低。穩(wěn)定性好，制品表面質(zhì)量好，成型周期短，生產(chǎn)成本低。 應(yīng)用

31、應(yīng)用：制作汽車和運(yùn)動(dòng)器材制作汽車和運(yùn)動(dòng)器材（6）樹(shù)脂傳遞模塑（）樹(shù)脂傳遞模塑（RTM） 特點(diǎn)特點(diǎn)：制件尺寸精度高，外光質(zhì)量高，可以制造兩面拋光的制品，工制件尺寸精度高，外光質(zhì)量高，可以制造兩面拋光的制品，工藝環(huán)節(jié)少，成型效率高，適合中等規(guī)模產(chǎn)量的玻璃鋼產(chǎn)品，閉藝環(huán)節(jié)少，成型效率高，適合中等規(guī)模產(chǎn)量的玻璃鋼產(chǎn)品，閉模操作，不污染環(huán)境，原材料及能耗少，建廠投資少；當(dāng)時(shí)其模操作，不污染環(huán)境，原材料及能耗少，建廠投資少；當(dāng)時(shí)其模具設(shè)計(jì)和加工比較復(fù)雜模具設(shè)計(jì)和加工比較復(fù)雜樹(shù)脂傳遞模塑格柵樹(shù)脂傳遞模塑格柵 FL-RTM-1不飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂 樹(shù)脂傳遞模塑樹(shù)脂傳遞模塑樹(shù)脂傳遞模塑（樹(shù)脂傳遞模塑（RTMRTM）（7）模壓成型工藝）模壓成型工藝 特點(diǎn)特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，機(jī)械：生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，機(jī)械操作，產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好，表操作，產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好，表面光潔，生產(chǎn)成本低。但是，其模具制面光潔，生產(chǎn)成本低。但是，其模具制造復(fù)雜，投資較大，只適合大批量生產(chǎn)。造復(fù)雜，投資較大，只適合大批量生產(chǎn)。 應(yīng)用應(yīng)用：用于制造衛(wèi)星天線罩、車輛外殼、保：用于制造衛(wèi)星天線罩、車輛外殼、保險(xiǎn)杠、傳動(dòng)軸