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热固性树脂基体复合材料的分类及应用

嘉峪检测网        2024-09-06 15:08

热固性树脂基体复合材料是以各种热固性树脂为基体,加入各种增强纤维复合而成的复合材料。增强纤维提高复合材料的强度和刚度,树脂将纤维粘接成整体,在增强纤维之间传递载荷。此外,复合材料的韧性、层间剪切强度、压缩强度、热稳定性、抗氧化性能、吸湿性能、成型加工性能也主要取决于树脂基体。

 

一、特性

 

热固性树脂

 

热固性树脂是由线型分子经注塑成型和固化处理而成的网状或体型高分子化合物,具有硬度高、刚度大、耐高温、不易变形等特点。热固性树脂基复合材料所选用的增强材料主要是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维及碳化硅纤维等,根据使用需求,这些增强材料的形状可以为连续长纤维或短纤维,也可以编织成带、布、毡等多种形状的织物。

 

二、分类

 

1.三聚氰胺甲醛树脂

 

三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。

 

2.呋喃树脂

 

由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。

 

3.聚丁二烯树脂

 

聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。

 

4.有机硅树脂

 

在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好手耐电弧性能及憎水防潮性能。

 

三、应用

 

1.热固性树脂基复合材料在航空航天领域中的应用

 

热固性复合材料是应用十分广泛的一种复合型材料,这种材料是经过复合而成,我国通常称其为玻璃钢。这种复合材料其应用的范围非常广,在许多的高科技产品中都要被广泛的应用,并且起着不可替代的作用。其在大型客运飞机的应用中,不仅减轻了重量,还优化了飞机的性能,减轻了飞机在飞行过程中的阻碍,热固性树脂基复合材料在通过科学技术的不断研究深入正不断的进行优化,在优化后进行使用时,将会更加的体现出这种材料性能及作用。热固性树脂基复合材料是一种极具开发潜力的材料,所以在以后的开发应用中,将会有更大的进展,应用的领域也将会更广泛。

 

民用航空材料方面由于采用环氧基碳纤维增强材料带来非常明显的性价比。欧洲空中客车公司提出更多地用轻质高强材料使机身减重30%,整个飞行成本可降低40%。空客的储备技术还说明,机身达到减重15%,成本可下降15%的目标。利用纤维缠绕工艺制造的环氧基固体发动机罩耐腐蚀、耐高温、耐辐射,而且密度小、刚性好强度高尺寸稳定。再如导弹弹头和卫星整流罩、宇宙飞船的防热材料太阳能电池阵基板都采用了环氧基及环氧酚醛基纤维增强材。

 

2.热固性树脂基复合材料在能源工业方面的应用

 

随着我国能源的不断开发利用,也出现了一定的危机。为促进我国能源的综合利用,在新能源的开发利用中,热固性树脂基复合材料在能源的工业中得到了广泛的应用。在制造发电机、绝缘品时都有效的利用了热固性的树脂基复合材料。这种材料不仅在我国被广泛的利用,在国外的应用中更是很广泛。复合材料属于清洁能源,在工业能源的应用中其潜力将是巨大的。

 

3.热固性树脂基复合材料在电子工业中的应用

 

用复合性的材料制作电子产品材料的种类有很多,但是随着科技的不断发展,对新能源的不断研究创新,热固性树脂基符合材料已在制作电子产品的应用进行了广泛的应用。环氧基玻璃纤维覆铜箔板是一个重要的电子产品。我国台湾占全球产品总量的一半。台湾电子企业西移加工出口及满足国内市场需求,激发电子业的发展。

 

4.热固性树脂基复合材料在体育用品方面的应用 

 

随着热固性树脂基复合材料的应用,在体育运动上许多运动员的运动器材都是由这种材料制造的,如滑雪板、羽毛球拍、赛车、自行车等。在热固性树脂基在体育器材的广泛应用上,各地区也纷纷建设了生产热固性树脂基符合材料的体育器材的制造基地,并且我国由国家田径协会引导,还在上海成立了专门的体育器材研究中心并联合了多家生产热固性树脂基材料的企业共同开展,这样不仅促进我国体育运动器材的不断创新发展,还促进我国热固性树脂基符合材料的研究发展。

 

在对热固性树脂基复合材料的应用中,不仅其产品具备优异的性能,还是一种极具有开发潜力的新材料。这种材料的开发应用,非常受国内外的重视,我国在对这种材料的应用中,为提高其应用的性能,热固性树脂基复合材料将不断的应用先进的科学技术,推动复合型材料的应用发展。并在未来的应用中,也将会越来越广泛,相信随着科技的不断发展在对热固性树脂基材料的综合研发中,在日后的应用将会越来越广泛。

 

 

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来源:灵犀研究院