Ⅰ 双马来酰亚胺树脂的熔点是多少
4,4′—双马来酰亚胺基二苯甲烷的性质
外 观浅黄色粉末
挥发份<1%
分子量358
酸值<专10mg KOH/g
熔 限153℃~157℃
BMI单体本身属在适当的条件下可发生自聚,并发生交联反应。
BMI固化物由于含有酰亚胺及交联密度高等而具有优良的耐热性,使用温度一般在177~230℃,Tg一般大于250℃。对脂肪族BMI固化物,随着亚甲基数目的增多,固化物的起始热分解温度(Td)下降,芳香族BMI的Td,高于脂肪族BMI,同时Td与交联密度等也有较密切的关系,在一定范围内,Td随交联密度的增大而升高。
Ⅱ 双马来酰亚胺的简介
双马来酰亚胺树脂(BMI)以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射回、阻燃性,良好的力答学性能和尺寸稳定性,成型工艺类似于环氧树脂等特点,被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中,先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
Ⅲ 双马环氧树脂中的双马是什么
这种环氧树脂我不是很熟悉。不过双马的这个词条通常是指 双马来酸-XXXXX,应该是环氧树脂上嫁接了双马来酸的改性基团。
Ⅳ 制造飞机需要哪些材料和技术
目前在飞机上应用的主要有树脂基复合材料。碳纤维复合材料等。树脂基复合材料可分为“热固性”与“热塑性”两大类。由于热塑性复合材料具有工作温度高、韧性好和可重复成形等优点,故美国F-22飞机早期设想主要采用热塑性复合材料,而生产型F-22上却完全相反,热塑性复合材料只有1%的用量,热固性复合材料用量却高达23%,这是因为热塑性复合材料的成本较高、预浸料硬挺和缺乏粘性而难以铺贴成工件等。“环氧”和“双马来酷亚胺”都属于热固性树脂,通常“环氧”应用较多,而F-22的全部蒙皮以及大量的肋、梁及水平安定面等都选用了“双马来”,“环氧”则只用于一些工作温度较低的进气道和框架等。
复合材料主要分布在飞机的哪些部位?
主要用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。例如美国的F-22机身蒙皮全都是高强度、耐高温的树脂基复合材料,法国的“阵风”机翼大部分部件和机身的一半都采用了碳纤维复合材料。
隐形材料
美国拥有大量的隐形飞机,像F-l17A、B-IB、B-2、F-22等,它们的隐形效果除采用外形设计(如B-2采用翼身融合、圆滑过渡的外形; F— 117A采用多面体外形)外,再就是取决于其隐形材料。
1991年的海湾战争中美国的隐形战斗机F-117A出动1000多架次而无一受损,在国际上引起了极大的反响。目前世界各国都很重视对隐形飞机的研究。隐形材料堪称隐形飞机的一大法宝。隐形材料可分为涂敷型和结构型两种,前者指涂料、胶膜一类的材料,后者指功能与结构一体化的纤维增强树脂基复合材料。F-117A只少量采用了复合材料,基本上是金属半硬壳式结构,因此机身。机翼和尾翼均涂覆了铁氧体吸波材料,而F-22的机身和机翼蒙皮基本上都由复合材料制成,只需要在一些金属蒙皮上涂覆吸波材料,该涂料大概含磷基铁。联合攻击战斗机JSF为了适应海上环境,有可能采用不含谈基铁涂料,以防止盐雾腐蚀。JSF还将同时采用有机聚合物胶膜以减少污染、降低成本和改善可维护性。
俄罗斯的l.44飞机采用了等离子体隐形技术,访问这种隐形技术会不会对隐形材料的发展带来危机?
俄罗斯的一些飞机设计师的思路确实与美国不同,他们认为美国采用的“外形设计+隐形材料”的隐形方案将影响飞机的机动性和战斗力,于是另辟溪径,开发了等离子体隐形技术,即在飞机的某些部位装上一些等离子发生器,在飞行过程中释放等离子流,在飞机周围形成等离子层,将飞机屏蔽起来,使雷达无法发现。现在的问题是尚不清楚这~技术的成熟程度和实际效果,预计在未来相当长的一段时间里人们不会放松对隐形材料的研究开发。
今后飞机上还会采用哪些新材料?
智能结构是今后飞机发展的一大趋势、因此智能材料成为当前研究的新热点。飞机上采用的智能结构是由各种智能材料制成的传感元件、处理元件和驱动元件组成的,而这三个组成部分相当于人的神经、大脑和肌肉、美国先进研究计划局与格鲁曼公司签订了一个合向,发展和验证智能自适应机翼以提高飞机效率。例如对强击机而言,智能自适应机翼可使它从航母上起飞的有效载荷提高20%。格鲁曼公司的设计方案是将光导纤维埋入树脂基复合材料制成机翼,这些光导纤维能像神经那样感知机翼上因气动条件变化而引起的压力变化,根据光传输信号进行处理后发出指令,通过驱动元件驱动机翼前缘和后线自行弯曲。驱动可通过电流让电陶瓷变形来实现,也可通过磁场让磁致伸缩材料变形来实现。或通过加热让形状记忆合金发生位移来实现,例如有一种形状记忆合金驱动器可产生9吨推力和150毫米位移。格鲁曼公司已决定以缩比为1/6的F/A-18飞机自适应机翼模型进行开发研究,还打算应用于无人机上。智能材料压电陶瓷制成的传感器和驱动器可解决机翼和尾翼的颤振问题,例如F/A-JSE/F(美国海军计划未来10年内采购548架)垂尾的振动试验表明,振动减少了80%。智能材料还将在其他领域发挥它的聪明才智,例如美国正在制造一种小型智能炸弹,可使一架重型轰炸机同时精确攻击数百个独立目标,还准备给这种炸弹装上智能引信,巧妙地做到‘不见目标不拉弦”。新的智能材料正在不断开发出来,例如美国开发成功一种磁致形状记忆合金、比热致形状记忆合金的性能更好人如美国一家公司发展了一种改进型磁致伸缩金属材料(由俄、镐、铁线钱的合金), 比以往的磁致伸缩材料的伸长大40倍,可直接把电能转换为机械能《即做驱动器),也可把机械能辍换为电能(即做传感器)。总之,智一能材料虽然尚处于早期开发阶段,但正孕育着新的突破和大的发展。
在未来的先进发动机中,哪些新型材料将获得应用或扩大用量?
主要有树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和金属间化合物等。树脂基复合材料因其综合性能(特别是耐热性能)不断提高,故从20世纪90年代初开始逐渐“进驻”发动机,当前已初露锋芒,未来的用量将不断扩大 。F119发动机正在执行用树脂基复合材料取代钛合金制造风扇送气机区的计划,可节省结构重量6.7公斤,并正在考虑用树脂基复合材料风扇叶片取代现在的钛合金空心风扇叶片,以期减轻结构重量30%。金属基复合材料因其诱人的高比强度而已研究多年,但直到最近才有极少量的应用,世界上第一个在航空上应用的钛基复合材料(属于金属基复合材料)零件就是F119发动机矢量喷管驱动器活塞。目前钛基复合材料的价格仍很昂贵,今后其用量的拓展将主要取决于成本的降低程度。陶瓷基复合材料因其很高的使用温度(140℃甚至更高)和很低的密度(2-4g/cm3),颇受发动机设计师和材料工作者的重视,是未来高推重比(l5-20)发动机涡轮及燃烧系统的首选材料,目前在使用可靠性方面还有些担心,因此只限用于少量非关键受力部件,如用于Fll9发动机矢量喷管的内壁板等。金属间化合物是世界各国广泛研究的材料科学前沿命题,近期已把热点集中于密度很小(3.7-3.9g/cm3)和长期使用温度较高(700- 850C)的钛铝基合金,它将取代部分镍基合金而显著减轻发动机结构重量,具有良好的潜在应用前景。目前,钛铝基合金制成的第6级压气机转子叶片正在Fll9发动机上进行验证试验。
Ⅳ 想了解玻璃纤维的制作工艺和制作流程,越详细越好,多谢
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
比热容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
热变形温度 204ºC(1.82MPa)
热导率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介电强度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量
材料名称 密度g/cm3 拉伸强度×104MPa 弹性模量×106MPa 比强度×106cm 比模量×109cm
钢 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
铝 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
钛 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃钢 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纤维/环氧树脂 1.45 14.71 13.73
碳纤维/环氧树脂 1.6 1049 23.54
芳纶纤维/环氧树脂 1.4 13.73 7.85
硼纤维/环氧树脂 2.1 13.53 20.59
硼纤维/铝 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脱模剂
胶衣
一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)
一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
树脂 不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维 玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)优点
1)适合少量生产;
2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;
3)可制造大型制品和型状复杂产品;
4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;
5)可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;
6)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);
7)玻纤含量较喷射成型高。
无捻粗纱布 50%左右
织物 35%-45%
短切原丝毡 30%-40%
(4)缺点
1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定; ;
2)玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;
3)手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM)
(1)概要
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。 为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材料 制作。若采用加热工艺。宜用钢模。
(2)原材料
树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国 Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)优点
1)制品纤维含量可较高,未被树脂浸得部分非常少;
2)闭模成型,生产环境好;
3)劳动强度低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低;
4)制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高;
5)成型周期较短;
6)产品可大型化;
7)强度可按设计要求具有方向性;
8)可与芯村、嵌件一体成型;
9)相对注射设备与模具成本较低。
(4)缺点
1)不易制作较小产品;
2)因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和复杂,价位也高一些;
3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
(5)典型产品
小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
3、纤维缠绕(FW)
(1)概要
通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。粗纱排列在纱架上。粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料
树脂:任意。环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。无捻粗纱、缝编和无纺织物。生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(3)优点
1)因为纤维迳直以合理的线形铺设,承担负荷,故复合材料制品的结构特性可非常高;
2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品;
3)可制造两端封闭的制品;
4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低;
5)可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制树脂含量;
6)可大理生产和自动化;
7)机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
(4)缺点
1)制品形状限于圆柱形或其它回转体;
2)纤维不易沿制品长度方向精确排列;
3)对于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不尽人意;
5)对于承受压力的制品,如选择树脂不合适或无内衬,就易发生渗漏。
(5)典型产品 '
管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反应注射成型)
(1)概要
将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa)混合后,即在低压(0.5-1.5MPa)下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯 。为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。用此法可得到高力学性能的制品。这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Molding-结构反应注射成型)。
(2)原材料
树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;
纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;
芯材:不用。
(3)优点
1)制造成本比热塑性塑料注射工艺低;
2)可制造大尺寸、开头复杂的产品;
3)固化快,适于快速生产。
(4)缺点
采用磨碎玻璃纤维增强原料费用高,荐用矿物复合材料取代之。
(5)主要产品
汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件。
5、拉挤成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纤维无捻粗纱(使用前预先放置在纱架上),它提供纵向(沿生产线方向)增强。
其它类型的增强有连续原丝毡、织物等,它们补充横向增强,表面毡则用于提高成品表面质量。树脂中可加入填料,改进型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉挤成型的程序是
1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂;
2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;
3)将型材按要求长度切断。 现在已有变截面的、长度方向呈弧型的拉挤制品成型技术。 拉挤成型将增强材料浸渍树脂有两种方式:
胶槽浸渍法:通常采用此法,即将增强材料通过树脂槽浸胶,然后进入模具。此法设备便宜作业性好,适于不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂。
注入浸渍法(图6):玻纤增强材料进入模具后,被注入模具内的树脂所浸渍。此法适于凝胶时间短、粘度高、生产附产物的树脂基体,如酚醛、环氧、双马来酰亚胺树脂。
(2)原材料
树脂:常用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂;
纤维:拉挤用玻璃纤维无捻粗纱、连续毡、缝编毡、缝编复合毡、织物、玻纤表面毡、聚酯纤维表面毡等;
芯材:一般不用,现有以PU发泡材料为芯材,外为连续拉挤框型型材,作为保温墙板的。
(3)优点
1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率较高,适于大批量生产,制造长尺寸制品;
2)树脂含量可精确控制;
3)由于纤维呈纵向,且体种比可较高(40%-80%),因而型材轴向结构特性可非常好;
4)主要用无捻粗纱增强,原材料成本低,多种增强材料组合使用,可调节制品力学性能;
5)制品质量稳定,外观平滑。
(4)缺点
1)模具费用较高;
2)一般限于生产恒定横截面的制品。
(5)典型产品
建筑屋顶横梁、椽子、门窗框架型材、墙板、石油开采抽油杆、帐篷竿、梯子、桥梁、工具把、手机微波站罩壳、汽车板簧、传动轴、电缆管、光纤光缆芯、钓鱼竿、隔栅、汽车空调器罩、扩轨罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法与喷射法的延伸。将手糊或喷射好的积层在树脂的A阶段与模具在一 起,在积层上覆以橡胶袋,周边密封,在后用真空泵抽真空,积层从而受到不大于1个气压的压力,而被压实、成型。
(2)原材料
树脂:主要采用环氧树脂、酚醛树脂。不饱和聚酯树脂与乙烯基酯树脂则因真空泵将树脂中的苯乙烯(交联剂)过度抽出,可能会造成问题,故一般不用;
纤维:同手糊法;
芯材:任意。
(3)优点
1)采用普通的湿法铺层技术,通常可获得高纤维含量的制品;
2)可制造大尺寸产品;
3)产品两面光;
4)较湿法铺层浸胶孔隙率低;
5)由于压力,树脂流经结构纤维,纤维得以较好地浸渍树脂;
6)有利于操作人员健康和安全;真空袋减少了固化时逸出的挥发性物质。
(4)缺点
1)额外的工艺过程增加了劳动力和袋材成本;
2)要求操作人员有较高的技术熟练水平;
3)树脂混合和含量控制基本上仍然取决于操作人员的技术;
4)生产效率不高。
(5)典型产品
艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵。
7、树脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
将干强物与树脂片(树脂片系放在一层脱模纸上提供)交替铺放在模具内。铺层被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,将干织物内空气抽出。然后加热,令树脂熔化并流浸已抽出空气的织物,然后经过一事实上时间即固化。
(2)原材料
树脂:一般仅用环氧树脂; ¬
纤维:任意;
芯材:许多种芯材都可以使用,由于工艺过程中温度高,对PVC泡沫需要专门处理,以免泡沫损坏。
(3)优点
1)空隙率低,可精确获得高的纤维含量;
2)铺层清洁,有利于健康和安全(似预浸);
3)可较预浸法成本低,此为主要的优点;
4)由于树脂仅能过织物厚度方向传递,故树脂未浸到白斑区可较SCRIMP(西曼复合材料公司树脂参入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺点
1)目前仅用于宇航工业,还未推广;
2)虽然宇航工业用高压釜系统产非总是需要,但加热室和真空袋系统对于复合材料固化,总是不可少的;
3)模具要求能经受树脂膜片的工艺温度(低温固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能经受工艺温度和压力;
(5)典型产品
飞机雷达罩、舰艇声纳整流罩。
8、预浸料(高压釜)成型
(1)概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下,将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下,让预浸材料贮存几周或几个月,仍能保质使用。当要延长保持期,材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感,象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来,与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面,通过真空袋抽真空,并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动,并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供,它能对铺层施加达5个大气压的压力。
(2)原材料
树脂:通常用环氧树脂,不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及高温树脂,如聚酰亚胺、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂等;
纤维:任意。虽然由于在工艺过程中,高温分对芯材有些影响,需要采用某些专门的泡沫芯材。
(3)优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量;可以可靠地得到高纤维含量。
2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁;
3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程;
4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的;
5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层;
6)可能实现自动化和节省劳动力。
(4)缺点
1)对于预浸织物,材料成本高;
2)通常要对高压釜固化复合材料制品,耗费大、作业慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作业温度;
4)芯材需要承受作业温度和压力。
(5)典型产品
飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网球拍、滑雪板等)。
9、低温 固化预浸料成型
(1)概要
低温固化预浸料完全按通常的预浸料方法制备,但树脂的化学性质使其得以在60-100ºC温度下固化。在60ºC时,材料可操作保持期可小到限于1个星期,但亦可延长到几个月。树脂系统的流动截面适于采用真空袋压力,避免采用高压釜。
(2)材料 |
树脂:一般仅采用环氧树脂;
纤维:任意,同通常的预浸料;
芯材:任意,虽然一般 的PVC泡沫需要特别注意。
(3)优点
1)具有传统预浸料法所具备的(1)-(6)条优点;
2)模具材料较便宜,如木材亦可用,因其固化温度较低故;
3)可容易地制造大型结构。因为仅需真空袋压力;固化温度低,可采用简单的热空气循环加热室(经常就地建造大于制品的加热室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作处理即可;
5)能耗低。
(4)缺点
1)材料成本仍高于预浸织物;
2)需加热室和真空袋系统,以固化制品;
3)模具需能经受高于环境温度的温度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于环境温度固化。
(5)典型产品
高性能风力发电机叶片、赛艇、救生艇、火车用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
图11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意图
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼复合材料公司树脂渗透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具树脂渗透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空辅助树脂传递成型)这三种工艺原理相似。
将织物作为干铺层材料入模内,如同RTM。然后覆以剥离保护层和缝编非结构织物。整个铺层用真空袋覆罩好。袋无渗漏后,让树脂流到积层。树脂很容易流经非结构织物而在整个铺层分布。SCRIMP法在真空袋与铺层之间可置加压模块,利于提高制作表观与结构密实度。
(2)材料
树脂:常和环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯基酯树脂;
纤维:任意种类普通织物。这些工艺方法缝编材料很好用,因其间隙使得树脂快速流动;
芯材:除蜂窝外,各种芯材均可用。
(3)优点
1)同RTM,但制品仅一面光,不似RTM两面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具仅需较低强度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸产品;
4)通常的湿法铺层工具可改进以用于这些成型法;
5)一次作业即可生产芯材结构。
(4)缺点
1)要完成好相对复杂的操作过程;
2)树脂粘度必须非常低,限制了制品的力学性能;
3)铺层未浸到树脂而造成的废品浪费甚大;
4) SCRIMP的一些工艺要素已被专利所限。
(5)典型产品
小艇半成品、列车和卡车车身面板。
Ⅵ 有哪位老兄知道玻璃钢的制作工艺和制作流程,请指点一二,谢谢!
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
比热容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
热变形温度 204ºC(1.82MPa)
热导率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介电强度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量
材料名称 密度g/cm3 拉伸强度×104MPa 弹性模量×106MPa 比强度×106cm 比模量×109cm
钢 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
铝 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
钛 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃钢 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纤维/环氧树脂 1.45 14.71 13.73
碳纤维/环氧树脂 1.6 1049 23.54
芳纶纤维/环氧树脂 1.4 13.73 7.85
硼纤维/环氧树脂 2.1 13.53 20.59
硼纤维/铝 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脱模剂
胶衣
一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)
一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
树脂 不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维 玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)优点
1)适合少量生产;
2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;
3)可制造大型制品和型状复杂产品;
4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;
5)可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;
6)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);
7)玻纤含量较喷射成型高。
无捻粗纱布 50%左右
织物 35%-45%
短切原丝毡 30%-40%
(4)缺点
1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定; ;
2)玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;
3)手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM)
(1)概要
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。 为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材料 制作。若采用加热工艺。宜用钢模。
(2)原材料
树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国 Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)优点
1)制品纤维含量可较高,未被树脂浸得部分非常少;
2)闭模成型,生产环境好;
3)劳动强度低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低;
4)制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高;
5)成型周期较短;
6)产品可大型化;
7)强度可按设计要求具有方向性;
8)可与芯村、嵌件一体成型;
9)相对注射设备与模具成本较低。
(4)缺点
1)不易制作较小产品;
2)因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和复杂,价位也高一些;
3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
(5)典型产品
小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
3、纤维缠绕(FW)
(1)概要
通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。粗纱排列在纱架上。粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料
树脂:任意。环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。无捻粗纱、缝编和无纺织物。生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(3)优点
1)因为纤维迳直以合理的线形铺设,承担负荷,故复合材料制品的结构特性可非常高;
2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品;
3)可制造两端封闭的制品;
4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低;
5)可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制树脂含量;
6)可大理生产和自动化;
7)机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
(4)缺点
1)制品形状限于圆柱形或其它回转体;
2)纤维不易沿制品长度方向精确排列;
3)对于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不尽人意;
5)对于承受压力的制品,如选择树脂不合适或无内衬,就易发生渗漏。
(5)典型产品 '
管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反应注射成型)
(1)概要
将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa)混合后,即在低压(0.5-1.5MPa)下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯 。为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。用此法可得到高力学性能的制品。这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Molding-结构反应注射成型)。
(2)原材料
树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;
纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;
芯材:不用。
(3)优点
1)制造成本比热塑性塑料注射工艺低;
2)可制造大尺寸、开头复杂的产品;
3)固化快,适于快速生产。
(4)缺点
采用磨碎玻璃纤维增强原料费用高,荐用矿物复合材料取代之。
(5)主要产品
汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件。
5、拉挤成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纤维无捻粗纱(使用前预先放置在纱架上),它提供纵向(沿生产线方向)增强。
其它类型的增强有连续原丝毡、织物等,它们补充横向增强,表面毡则用于提高成品表面质量。树脂中可加入填料,改进型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉挤成型的程序是
1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂;
2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;
3)将型材按要求长度切断。 现在已有变截面的、长度方向呈弧型的拉挤制品成型技术。 拉挤成型将增强材料浸渍树脂有两种方式:
胶槽浸渍法:通常采用此法,即将增强材料通过树脂槽浸胶,然后进入模具。此法设备便宜作业性好,适于不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂。
注入浸渍法(图6):玻纤增强材料进入模具后,被注入模具内的树脂所浸渍。此法适于凝胶时间短、粘度高、生产附产物的树脂基体,如酚醛、环氧、双马来酰亚胺树脂。
(2)原材料
树脂:常用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂;
纤维:拉挤用玻璃纤维无捻粗纱、连续毡、缝编毡、缝编复合毡、织物、玻纤表面毡、聚酯纤维表面毡等;
芯材:一般不用,现有以PU发泡材料为芯材,外为连续拉挤框型型材,作为保温墙板的。
(3)优点
1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率较高,适于大批量生产,制造长尺寸制品;
2)树脂含量可精确控制;
3)由于纤维呈纵向,且体种比可较高(40%-80%),因而型材轴向结构特性可非常好;
4)主要用无捻粗纱增强,原材料成本低,多种增强材料组合使用,可调节制品力学性能;
5)制品质量稳定,外观平滑。
(4)缺点
1)模具费用较高;
2)一般限于生产恒定横截面的制品。
(5)典型产品
建筑屋顶横梁、椽子、门窗框架型材、墙板、石油开采抽油杆、帐篷竿、梯子、桥梁、工具把、手机微波站罩壳、汽车板簧、传动轴、电缆管、光纤光缆芯、钓鱼竿、隔栅、汽车空调器罩、扩轨罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法与喷射法的延伸。将手糊或喷射好的积层在树脂的A阶段与模具在一 起,在积层上覆以橡胶袋,周边密封,在后用真空泵抽真空,积层从而受到不大于1个气压的压力,而被压实、成型。
(2)原材料
树脂:主要采用环氧树脂、酚醛树脂。不饱和聚酯树脂与乙烯基酯树脂则因真空泵将树脂中的苯乙烯(交联剂)过度抽出,可能会造成问题,故一般不用;
纤维:同手糊法;
芯材:任意。
(3)优点
1)采用普通的湿法铺层技术,通常可获得高纤维含量的制品;
2)可制造大尺寸产品;
3)产品两面光;
4)较湿法铺层浸胶孔隙率低;
5)由于压力,树脂流经结构纤维,纤维得以较好地浸渍树脂;
6)有利于操作人员健康和安全;真空袋减少了固化时逸出的挥发性物质。
(4)缺点
1)额外的工艺过程增加了劳动力和袋材成本;
2)要求操作人员有较高的技术熟练水平;
3)树脂混合和含量控制基本上仍然取决于操作人员的技术;
4)生产效率不高。
(5)典型产品
艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵。
7、树脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
将干强物与树脂片(树脂片系放在一层脱模纸上提供)交替铺放在模具内。铺层被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,将干织物内空气抽出。然后加热,令树脂熔化并流浸已抽出空气的织物,然后经过一事实上时间即固化。
(2)原材料
树脂:一般仅用环氧树脂; ¬
纤维:任意;
芯材:许多种芯材都可以使用,由于工艺过程中温度高,对PVC泡沫需要专门处理,以免泡沫损坏。
(3)优点
1)空隙率低,可精确获得高的纤维含量;
2)铺层清洁,有利于健康和安全(似预浸);
3)可较预浸法成本低,此为主要的优点;
4)由于树脂仅能过织物厚度方向传递,故树脂未浸到白斑区可较SCRIMP(西曼复合材料公司树脂参入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺点
1)目前仅用于宇航工业,还未推广;
2)虽然宇航工业用高压釜系统产非总是需要,但加热室和真空袋系统对于复合材料固化,总是不可少的;
3)模具要求能经受树脂膜片的工艺温度(低温固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能经受工艺温度和压力;
(5)典型产品
飞机雷达罩、舰艇声纳整流罩。
8、预浸料(高压釜)成型
(1)概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下,将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下,让预浸材料贮存几周或几个月,仍能保质使用。当要延长保持期,材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感,象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来,与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面,通过真空袋抽真空,并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动,并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供,它能对铺层施加达5个大气压的压力。
(2)原材料
树脂:通常用环氧树脂,不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及高温树脂,如聚酰亚胺、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂等;
纤维:任意。虽然由于在工艺过程中,高温分对芯材有些影响,需要采用某些专门的泡沫芯材。
(3)优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量;可以可靠地得到高纤维含量。
2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁;
3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程;
4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的;
5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层;
6)可能实现自动化和节省劳动力。
(4)缺点
1)对于预浸织物,材料成本高;
2)通常要对高压釜固化复合材料制品,耗费大、作业慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作业温度;
4)芯材需要承受作业温度和压力。
(5)典型产品
飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网球拍、滑雪板等)。
9、低温 固化预浸料成型
(1)概要
低温固化预浸料完全按通常的预浸料方法制备,但树脂的化学性质使其得以在60-100ºC温度下固化。在60ºC时,材料可操作保持期可小到限于1个星期,但亦可延长到几个月。树脂系统的流动截面适于采用真空袋压力,避免采用高压釜。
(2)材料 |
树脂:一般仅采用环氧树脂;
纤维:任意,同通常的预浸料;
芯材:任意,虽然一般 的PVC泡沫需要特别注意。
(3)优点
1)具有传统预浸料法所具备的(1)-(6)条优点;
2)模具材料较便宜,如木材亦可用,因其固化温度较低故;
3)可容易地制造大型结构。因为仅需真空袋压力;固化温度低,可采用简单的热空气循环加热室(经常就地建造大于制品的加热室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作处理即可;
5)能耗低。
(4)缺点
1)材料成本仍高于预浸织物;
2)需加热室和真空袋系统,以固化制品;
3)模具需能经受高于环境温度的温度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于环境温度固化。
(5)典型产品
高性能风力发电机叶片、赛艇、救生艇、火车用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
图11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意图
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼复合材料公司树脂渗透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具树脂渗透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空辅助树脂传递成型)这三种工艺原理相似。
将织物作为干铺层材料入模内,如同RTM。然后覆以剥离保护层和缝编非结构织物。整个铺层用真空袋覆罩好。袋无渗漏后,让树脂流到积层。树脂很容易流经非结构织物而在整个铺层分布。SCRIMP法在真空袋与铺层之间可置加压模块,利于提高制作表观与结构密实度。
(2)材料
树脂:常和环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯基酯树脂;
纤维:任意种类普通织物。这些工艺方法缝编材料很好用,因其间隙使得树脂快速流动;
芯材:除蜂窝外,各种芯材均可用。
(3)优点
1)同RTM,但制品仅一面光,不似RTM两面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具仅需较低强度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸产品;
4)通常的湿法铺层工具可改进以用于这些成型法;
5)一次作业即可生产芯材结构。
(4)缺点
1)要完成好相对复杂的操作过程;
2)树脂粘度必须非常低,限制了制品的力学性能;
3)铺层未浸到树脂而造成的废品浪费甚大;
4) SCRIMP的一些工艺要素已被专利所限。
(5)典型产品
小艇半成品、列车和卡车车身面板。
Ⅶ 西北工业大学 化学 怎么样
西北工业大学化学比较好,在国内在第二梯队。
西北工业大学化学学科介绍:
"十二五"期间,应用化学系将紧密结合国防重点型号工程、国防“973”和“863”等重大项目,凝练化学学科中的基础和应用基础问题,加强化学、材料科学与工程、物理学以及信息与计算机科学间的交叉融合,扩大与国内外应用化学同行间的学术交流,完善化学一级学科的建设,提升教学与科研水平,为将我校建设成国内一流、国际知名的研究型大学贡献力量。
凝炼研究方向。应用化学系在已发展形成的国防军用结构与功能高分子材料及其成型加工技术特色的基础上,通过化学、材料科学与工程、物理学以及信息与计算机学科的交叉融合,加强基础和应用基础理论的研究,重点围绕以下七个研究方向:(1)功能高分子材料。主要开展具有特定功能的功能性微纳米颗粒的结构设计与合成方法研究,探索功能性微纳米颗粒的微观结构和光、电、磁等性能的关系以获得高性能的新型核工业用分离材料、固体火箭推进剂、生物医学新型检测技术、电磁记录材料等;设计并制备出光电转化率较高的有机太阳能电池材料,研究功能高分子结构与微观组装形貌的关系,研究其光电转化性能的关系,探讨太阳能电池光电转化机理,优化结构与性能,解决目前有机薄膜太阳能电池对太阳光谱的吸收不足和自由电荷的有效传输低等方面的基础理论问题;围绕具有电催化活性的微生物及其化学稳定性开展研究工作,提出高效的国防工业废水的高级氧化处理新方法和原理。(2)超分子化学与绿色有机合成。主要进行工业化用高性能工程塑料与工艺的标准化技术研究和先进工业计量用高分子类标准物质的制备及量值传递的研究工作。如火箭推进剂用标准物质,各类专用工程塑料标准物质,具有单分散分子量的各类高分子标准物质,含有确定结晶度的高分子标准物质,含有精确粒度尺寸的高分子微球,纳米级尺度的高分子含能材料,含强力爆炸能量的固体火箭发动机粘合剂,含有特定导热功能的高分子材料等。(3)高性能树脂基体与复合材料成型工艺。从结构和分子设计层次揭示高性能树脂基体改性的内在本质,探明树脂近程结构和微相结构与韧性等性能的关系,阐明热固性树脂增韧的有效途径,为最终实现自主设计材料建立理论基础。主要研究内容有:新型高性能树脂基体(包括双马来酰亚胺、氰酸酯和聚酰亚胺等)的合成、结构与性能;高性能树脂基复合材料抗冲击损伤机理及动态断裂行为研究;高性能热固性树脂的分子设计与改性;先进树脂基复合材料制备的新技术和低成本技术;多功能和智能复合材料的的研究;高分子凝胶的合成及离子传输物性研究。(4)高性能工程塑料。主要面向先进新型装备所需高性能工程塑料,开展成型加工理论及其成型加工技术等应用基础和工程化研究。本方向的主要研究内容有:耐高温、抗磨损工程塑料,如聚酰亚胺、氟塑料、有机硅材料的成型加工应用基础与工程研究;高绝缘、高韧性、抗磨损特种酚醛树脂基复合材料的成型加工应用基础与工程研究;耐高温、高强度、轻质结构泡沫材料聚甲基丙烯酰亚胺、聚酰亚胺材料的应用基础与工程研究;摩擦材料的高性能化、高导热绝缘复合材料、阻尼、密封材料等特种高分子材料的制备理论及其加工技术研究。(5)高分子材料的计算机模拟与分子设计。针对高分子材料所涉及的高性能结构材料,耐环境老化结构与功能材料,结构与功能一体的电子材料以及其他功能材料,在开发与设计过程中,通过结构与性能的关系,利用量子力学、分子力学、分子动力学等理论方法和技术手段,对目标材料进行计算机模拟与分子设计,大量筛选候选材料,给进一步的实验研究提供有力的理论指导,实现有目的地指导实验配方的选择、材料微观结构的设计和性能预测等功能。(6)环境污染治理与模拟。本研究方向主要开展复合污染环境化学过程与控制技术、污染环境的生物修复原理与技术、污水处理与资源化利用、水处理高级氧化技术、水处理功能材料的研究。(7)高性能有机/无机杂化材料。本方向依据化学领域的研究新进展,结合我校的三航特色,从材料化学、材料构效关系出发,以功能为导向,在分子水平上研究有机/无机杂化材料领域的化学问题。
构建学科平台。在“十二五”期间,不断完善已建成的空间应用物理与化学教育部重点实验室、陕西省高分子科学与技术重点实验室、陕西省级基础化学实验教学示范中心、陕西省橡胶密封制品工程技术研究中心的建设,并积极筹备建设陕西省应用化学重点实验室,成为人才培养和科学研究的重要基地。
建设科研团队。创新研究,人才是关键,结合应用化学系的实际情况,积极引进海内外学术带头人以及教学科研骨干教师,改善学缘结构,加强青年教师培养,组建在国内外有重大影响的科研团队。围绕所凝炼的七个学科方向,重点加强以下科研团队的建设:功能高分子材料研究团队;超分子化学与绿色有机合成研究团队;高性能树脂基复合材料及应用团队;高性能工程塑料研究团队;高分子材料的计算机模拟与分子设计团队;环境污染治理与模拟团队;高性能有机/无机杂化材料研究团队。
经过五到十年的努力,应用化学学科将发展成为在国内有重大影响的、特色鲜明的学科,并成为我国工业、信息和国防科技高分子材料、化工和环境技术人才培养的基地,力争在教师队伍建设、科研平台建设、科研团队建设、对外合作与交流、科研成果申报、杰出人才培养等方面取得显著成果。
Ⅷ 双马来酰亚胺的基本性质,主要箱知道熔点多少
双马来酞亚胺的主要性能如下:
(1)耐热性:由于含有苯环、酞亚胺杂环及交联密度较高专而使其固化物具有优属良的耐热性,使用温度范围为177℃~232℃左右。脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的,随着亚甲基数目的增多起始热分解温度将下降。
(2)溶解性:常用的BMI单体不能溶于普通有机如丙酮、乙醇、氯仿中,只能溶于二甲基甲酰 胺(DMF)、Ⅳ-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性、毒性大、价格高的溶剂中。这是由于BMI的分子极性以及结构的对称性所决定的,因此如何改善溶解性是BMI改性的一个重要内容。
(3)力学性能:BMI树脂的固化反应属于加成型聚合反应,成型过程中无低分子副产物放出,且容 易控制。固化物结构致密,缺陷少,因而BMI具有较高的强度和模量。但是由于固化物的交联密度高、分子链刚性强而使MBl呈现出极大的脆性,它表现在抗冲击强度差、 断裂伸长率小、断裂韧性Gic低(<5J/m2)。
此外,BMI还具有优良的电性能、耐化学性能及耐辐射等性能。
Ⅸ 水溶性的双马来酰亚胺树脂有什么用途
可以用作天然橡胶的交联剂,可以采用DCP+双马+DTDM+DM的硫化体系或者DCP+双马+N-亚硝基二苯胺的硫化体系,主要是耐热,抗返原。
Ⅹ 影响环氧树脂TG值的主要因素有哪些
复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量,热固性树脂特别是环氧树脂通常用作复合材料基体树脂,对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能的关键措施之一。上世纪80年代初首次报道用Ulteml000R聚醚酰亚胺(PEI)改性环氧树脂的研究:李善君等合成了一系列与环氧树脂具有良好相容性的结构新颖的可溶性聚醚酰亚胺PEI,在EPOn-828和TGD-DM环氧树脂体系中取得了非常优异的增韧效果,材料断裂能提高5倍、模量和玻璃化温度维持不变。那么聚醚酰亚胺到底如何影响环氧树脂性能?专家从化学结构和使用数量2个方面进行了介绍。
关于聚醚酰亚胺化学结构的影响,专家以4种不同主链结构的聚醚酰亚胺改性了4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂(TG-DDM,环氧值为0.66)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)固化体系,双酚A二醚酐(BISA-DA)与4种不同结构的二胺合成聚醚酰亚胺。观察以20%聚醚酰亚胺(PEI)与TGDDM/DDS(40%)共混物在150%固化5 h后导致共混物呈现不同的相结构,结果TGDDM/PID共混物的断裂面如有褶皱的丝绸(A),经CH2Cl2刻蚀也未发现两相结构,表明共混物在固化反应过程中并未发生相分离;TGDDM/PIM共混物显示PIM粒子分散在环氧树脂连续相中(B);而PIP改性的环氧树脂为双连续结构,深色的环氧富集相中有PIP的粒子分散其中,浅色的聚醚酰亚胺富集相是相反转结构(C);TGDDM/PIB共混物为相反转结构(D),环氧形成粒子被聚醚酰亚胺的连续相所包围。上述结果表明,聚醚酰亚胺的主链结构对改性体系相结构有显著影响,PIP改性TGDDM体系具有双连续相结构。
聚醚酰亚胺用量不仅对改性体系相结构有影响,且对其力学性能有显著影响。以PIM聚醚酰亚胺改性双马来酰亚胺BMI/DBA为例(BMI是4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷,DBA是0,0’-二烯丙基双酚A),专家了聚醚酰亚胺用量,对PIM/BMI改性体系相结构的影响和对改性材料力学性能的影响。加入5%PIM后改性体系的断裂能较纯双马树脂有所升高,加入10%及15%PIM的改性体系断裂能有显著的增大。在PIM 15%改性体系断裂能增大了2倍多,而改性材料弯曲模量略有下降。可见聚醚酰亚胺用量的增大有利于材料韧性的升高。改性双马树脂体系的相结构随聚醚酰亚胺用量而变化,5%时所得为PIM分散粒子相结构,10%时形成双连续相结构,15%以上导致相反转,聚醚酰亚胺作为连续相和力学强度支撑相,有利于力学性能的大幅度提高,使断裂韧性得以提高。