树脂基复合材料在建筑工业中的应用 建筑工业在国民经济中占有很重要的地位，不论是哪一个国家，建筑工业望远是国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步，人们对居住面积、房屋质量和娱乐设施等提出越来越高的要求，这就是推动建筑工业改革发展的动力。 建筑工业现代化的发展方向是：改善施工条件，加快建设进度，降低成本，提高质量，节约能源，减少运输，保护耕地，保护环境和提高技术经济效益等。为了达到此目的，必须从改善现有的建筑材料和发展新型建筑材料方向着手。 在建筑工业中发展和使用树脂基复合材料对减轻建筑物自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑设计，加速施工进度，降低工程造价，提高经济效益等都十分有利，是实现建筑工业现代化的必要条件。 1、树脂基复合材料的建筑性能 （1）材料性能的可设计性树脂基复合材料的性能可根据使用要求进行设计，如要求耐水、防腐、高强，可选用树脂基复合材料。由于树脂基复合材料的重量轻，制造方便，对于大型结构和形状复杂的建筑制品，能够一次成型制造，提高建筑结构的整体性。 （2）力学性能好树脂基复合材料的力学性能可在很大范围内进行设计，由于选
用的材料不同，增强材料的铺设方向和方向差异，可以获得性能判别很大的复合材料，如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达1000MPa以上，比钢（建筑钢）的拉伸强度还高，选用碳纤维作增强材料，制得的树脂基复合材料弹性模量可以达到建筑钢材水平，而其密度却比钢材小4～5倍。更为突出的是树脂基复合材料在制造过程中，可以根据构件受力状况局部加强，这样既可提高结构的承载能力，又能节约材料的减轻自重。 （3）装饰性好树脂基复合材料的表面光洁，可以配制成各种鲜艳的色彩，也可以制造出不同的花纹和图案，适宜制造各种装饰板、大型浮雕及工艺美术雕塑等。 （4）透光性透明玻璃钢的透光率达85%以上（与玻璃相似），其最大特点是不易破碎，能承受荷载。用于建筑工程时可以将结构、围护及采光三者综合设计，能够达到简化采光设计，降低工程造价之目的。 （5）隔热性建筑物的作用是能够防止由热传导、热对流引起的温度变化，给人们以良好的工作和休息环境。一般建筑材料的隔热性能较差，例如普通混凝土的导热系数为1.5～2.1W(m?K)，红砖的导热系数为0.81 W(m?K)，树脂基复合材料的夹层结构的导热系数为0.05～0.08 W(m?K)，比普通红砖小10倍，比混凝土小20多倍。 （6）隔音性隔音效果好坏是评价建筑物质量的标准之一。但传统材料中，隔音效果好的建筑材料往往密度较大，隔热性差，运输和安装困难。树脂基复合材料
热塑性树脂和热固性树脂的概念和区别 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
热塑性树脂和热固性树脂的概念和区别 热固性树脂简介 树脂加热后产生，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型，它包括大部分的缩合树脂，热固性树脂的优点是耐热性高，受压不易变形。其缺点是较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。 指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化；有时放出一些副产物，如水等。此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。 在塑料工业发展初期,热固性树脂所占比例很大,一般在50%以上。随着石油化工的发展，热塑性树脂产量剧增，到80年代，热固性树脂在世界合成树脂总产量中仅占10%～20%。 热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐、不易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆。因而绝大多数热固性树脂在成型为制品前，都加入各种，如木粉、矿物粉、或纺织品等使其增强，制成增强塑料。在热固性树脂中，加入增强材料和其他添加剂，如固化剂、着色剂、润滑剂等,即能制成热固性塑料，有的呈粉状、粒状,有的作成团状、片状，统称模塑料。热固性塑料常用的加工方法有模压、层压、传递模塑、浇铸等，某些品种还可用于。 热固性树脂多用缩聚（见聚合）法生产。常用热固性树脂有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺－甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。热固性树脂主要用于
3A Composites (China) Ltd. 思瑞安复合材料（中国）有限公司 3B-Fibreglass SPRL 上海优策化工有限公司 Aditya Birla Chemicals (Thailand) Ltd (Epoxy Division) 阿迪亚贝拉化学(泰国)有限公司Advanced Composites Group (ACG) 先进复合材料集团（ACG） Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology 航天材料及工艺研究所 Aerovac Systems Limited 英国Aerovac System有限公司 AGY Shanghai Technology Co., Ltd. 爱杰维（上海）玻纤材料有限公司 Ahlstrom Asia Holdings Pte Ltd. 奥斯龙亚洲控股公司 Airtech Asia 天津埃尔泰克复合材料有限公司 AKSA Akrilik Kimya San. A.S. 土耳其AKSA公司 Allied and Associated Enterprise (Shanghai) Ltd. 上海德邦实业有限公司 All-T Composites Co., Ltd. 苏州市奥尔泰复合材料有限公司 Amber Composites Limited 琥珀复合材料有限公司 American Colors (Shanghai) Co., Ltd. 美彩（上海）颜料有限公司 AMS Gas Cylinders 台湾益材科技有限公司 Anguil Environmental Asia, Ltd. 恩国环保企业有限公司 Anhui Herrman Impex Co., Ltd. 安徽省和福经贸发展有限公司 A-Plus Brushes & Rollers Co., Ltd. 安庆市宜加刷业有限公司 A-Plus Enterprises Ltd. 安庆市中加工贸有限公司 Aramicore Composite Co., Ltd. 苏州芳磊蜂窝复合材料有限公司 Argosy International Inc. 雅奇国际有限公司 Armacell Benelux SA 比利时阿乐斯公司（Armacell） Aroway Chemical Industries Co., Ltd. 苏州工业园区力韦新材料有限公司 Ashland Performance Materials 亚什兰高性能材料 Astar (Guangzhou) Co., Ltd. 广州愉星企业有限公司 ATA Machinery Co., Ltd. 赛奥机械（广州）有限公司 Baoding Meiwo Science & Technology Development Co., Ltd. 保定美沃科技开发有限公司 BASF (China) Co., Ltd. 巴斯夫（中国）有限公司
军民两用技术与产品2010·1 先进纤维增强树脂基复合材料 在航空航天工业中的应用 航天材料及工艺研究所 赵云峰 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!" 一、引 言 随着航空航天工业的发展，先进飞机、运载火箭和导弹、卫星等的高性能、高可靠性和低成本，很大程度上是由于新材料和新工艺的广泛应用。先进复合材料是航空航天高技术产品的重要组成部分，它能有效降低飞机、运载火箭、导弹和卫星的结构重量，增加有效载荷和射程，降低成本。国外各类航空航天器结构已经广泛采用了先进的纤维增强树脂基复合材料，其中应用最多的是碳纤维增强环氧树脂复合材料。目前，先进复合材料已经取代了铝合金，成为现代大型飞机的首要结构材料。 二、先进纤维增强树脂 基复合材料的特点 先进纤维增强树脂基复合材料由高性能增强纤维和基体树脂按一定的工艺方法复合而成。与其它材料相比，具备如下特点： （1）与金属材料相比，复合材料具有高的比强度和比模量，可以大幅减轻结构重量； （2）各向异性，具有良好的可设计性，可以充分发挥增强纤维的性能； （3）具有优异的耐疲劳、耐腐蚀和抗振动等特性； （4）成型工艺性好，易于制造一次整体成型复杂零件。 表1列出了几类典型的树脂基复合材料和金属材料的性能。 三、先进纤维增强树脂基复合材料在航天产品上的典型应用 欧洲的“阿里安4”运载火箭采用了大量的碳纤维增强环氧树脂复合材料。卫星发射支架，仪器舱，大型整流罩，第一、二级之间的分离壳，助推器前锥和第二、三级级间段均采用碳纤维增强环氧树脂复合材料制造而成。 “阿里安4”运载火箭卫星整流罩最大外径4米、长约12米。由端头、前锥段、圆柱段和倒锥几部分组成。端头为铝合金加强筋环结构。前锥段和圆柱段采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。“阿里安5”运载火箭大型卫星整流罩外径5.4米，同样采用碳纤维面板/铝蜂窝夹层结构。“阿里安4”运载火箭第二、三级碳/环氧级间段直径 2.6米、高度2.73米，采用8块曲型 壁板组成，两端框为铝合金材料，中间用5个铝合金环框加强。 先进复合材料结构件的使用，提高了卫星结构的效率，增加了卫星的有效载荷，加强了商业竞争能力。一些航天器结构所用的典型复合材料见表2。 四、高性能增强纤维 1 碳纤维 碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN ）、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的高强度、高模量、耐高温特种纤维。PAN 基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90%以上。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优异性能，是国防军事工业不可缺少的工程材料。 研究制备碳纤维的新技术，特别是低成本碳纤维制备技术是国外碳纤维研究的重点。制备碳纤维的新技术可归纳为研究发展廉价原丝、新的预氧化技术和新的碳化和石墨化技术三个方面。为了降低碳纤维的价格，研制低成本碳纤维，美国推出了低成本碳纤维研制计划，并已取得了一定的成果，建成了采用微波碳化的试验线，取得了良好效果，使制备碳纤维
先进树脂基复合材料研究进展 摘要：本文介绍了颗粒增强、无机盐晶须增强、光固化等类型的树脂基复合材料，亦指出热固性、环氧树脂基复合材料，并简述了制备方法和新技术的应用。 关键词：树脂基复合材料，颗粒增强，无机盐晶须增强，光固化，制备方法，新技术ADVANCE THE RESEARCH OF POLYMER MATRIX COMPOSITES ABSTRACT: The particulate reinforced、inorganic salt whisker, light-cured of resin matrix composites were introduced in this paper,the thermosetting and thermoplastic resin matrix composites was also show in the paper.This paper also discussed the application of new preparation method and technology. Keywords: resin matrix composites,particulate reinforced,inorganic salt whisker, light-cured,preparation method,new technology 先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成，并具有明显优于原组分性能的一类新型材料。目前航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酞亚胺基复合材料[1]。树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性强等一系列优点，是轻质高效结构设计最理想的材料[2]。用复合材料设计的航空结构可实现20％一30％的结构减重；复合材料优异的抗疲劳和耐腐蚀性，能提高飞机结构的使用寿命，降低飞机结构的全寿命成本；复合材料结构有利于整体设计和制造，可在提高飞机结构效率和可靠性的同时，采用低成本整体制造工艺降低制造成本。可见复合材料的应用和发展是大幅提高飞机安全性、经济性等市场竞争指标的重要保证，复合材料的用量已成为衡量飞机先进性和市场竞争力的重要标志。 纤维增强树脂基复合材料是在树脂基体中嵌人高性能纤维，比如碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维等所制得的材料[3]。树脂基体可以分为热塑性树脂和热固性树脂两种，常用的热塑性树脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等;常用的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂和聚醋树脂等。由于纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等一系列优良特性，其在航空航天、汽车、建筑、防护、运动器材和包装等领域已有广泛的应用。然而新材料新技术的发展使人们对纤维增强复合材料的性能有了更高的期望，所以高性能纤维增强树脂基复合材料依然是近年来的研究热点。 1 先进树脂基复合材料体系 1.1 纤维增强 纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂基体两部分组成，纤维起承担载荷的作用，树脂均匀传递应力，界面在应力传递的过程中起到关键的作用，是纤维与树脂问应力传递的纽带．随着对复合材料界面性能研究的不断的深入，人们发现纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键台及纤维与树脂间的机械嵌合作用等因素对复合材料的性能影响显著，并以此设计出一系列提高界面粘接强度的方法，有效地提高了纤维复合材料的界面性能[4]． 1.1.1碳纤维(CF)增强树脂基复合材料 碳纤维以热碳化方式由聚丙烯睛、沥青或粘胶加工而成，具有高强度、高模量、优异的耐酸碱性和抗蠕变性[4J。对碳纤维增强树脂基复合材料的研究主要集中在对纤维进行改性、对树脂基体进行改性和改善纤维和树脂基体的粘接性能这几个方面。 1.1.2超高强度聚乙烯纤维(uHMPE)， 超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是1975年由荷兰DSM公司采用凝胶纺丝一超拉伸技术研制成功并实现工业化生产的高强高模纤维。UHMWPE纤维中大分子具有很高的取向度和结晶程度，纤维大分子几乎处于完全伸直的状态，赋予最终纤维高强度、高模量、低密度、耐酸碱
树脂 一丶定义 （1）树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。树脂是制造塑料的主要原料，也用来制涂料(是涂料的主要成膜物质,如:醇酸树脂、丙烯酸树脂、合成脂肪酸树脂，该类树脂于长三角及珠三角居多，也是涂料业相对旺盛的地区，如长兴化学、纽佩斯树脂、三盈树脂、帝斯曼先达树脂等)、黏合剂、绝缘材料等，合成树脂在工业生产中，被广泛应用于液体中杂质的分离和纯化，有大孔吸附树脂、离子交换树脂、以及一些专用树脂。 （2）相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。具有软化或熔融温度范围，在外力作用下有流动倾向，破裂时常呈贝壳状。广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不溶于水，能溶于有机溶剂。按来源可分为天然树脂和合成树脂；按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。 （3）DOWEX树脂是一种不可分离的均匀的混床树脂。使用在超纯水抛光处理阶段的不可再生混床里来实现硅、硼、钠、钾、硫酸盐、氯化物、锌、铁和铝离子的较低的ppb水平。这类不可再生混床在更换前可使用2-3 年。UPW级别的树脂具有很高的离子转换率(95%最小)，卓越的电导率和TOC的清洗特性和超强的抗压强度。由于它是有均粒的360微米阳树脂和590微米的阴树脂混合而成，使其保持了高效的动力学性能和较高的运行交换容量。二丶分类 （1）按照来源分类：树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物,如酚醛树脂、聚氯乙烯树脂等，其中合成树脂是塑料的主要成分。 （2）按照合成反应分类：按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。 （3）按照主链分子组成分类：按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 （4）按照性质分类：按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。 三丶光敏树脂 定义：其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂).在一定波长的紫外光(250-300纳米)照射下立刻引起聚合反应,完成固化。光敏树脂一般为液态。
我国间苯二甲酸市场分析 1.国内生产落后 20世纪70年代国内开始自行研究开发间苯二甲酸的生产工艺，并由山东梁山油漆厂建成了一套年产300t的间苯二甲酸生产装置，以混合二甲苯为原料，由于间二甲苯含量低产品纯度只能达到95%，不能满足不饱和聚酯树脂、表面涂料及增塑剂生产的要求，因产品销售不畅而关闭。当时，上海南大化工厂也有少量生产，用于醇酸树脂生产。后来湖南农药厂、新宜经纬化工公司建设了200t ／a规模的小型生产装置，均因工艺落后，装置规模大小而无法生产。1995年江苏正丹哈斯特化工公司建成了3500t／a间苯二甲酸生产装置，生产工艺采用扬子石化公司的高温氧化法工艺，因设备腐蚀严重，工艺控制不稳定，尚未正常生产。1997年苏州久泰集团公司建成了3000t／a的间苯二甲酸生产装置，也未正常生产。北京燕山石化公司利用该厂3.6万t／a对苯二甲酸生产装置改产间苯二甲酸，直到1999年才改造成功，生产能力达 2.5万 t／a，但受原料、成本制约及国外产品冲击，装置开工不足，前几年年产量只有1．5万吨，经科技攻关，2004年产量达2．1万吨，开工率达到84．0％。 2.间苯二甲酸消费情况 与国外一样，我国IPA也主要用于UPRs树脂、PET共聚树指、醇酸树脂及他应用领域。用户的分布领域大，小用户多且分散。进口IPA及其衍生物目前海关没有分类统计，因此较难统计其消耗量。 （1）UPRs（不饱和树脂） 国内IPA用于不饱和树脂主要是代替苯酐制备高强和耐腐蚀的玻璃钢制品，也用来制备胶衣树脂用于普通玻璃钢制品的表面装饰。根据中国玻璃钢工业协全和全国UPR行业协会的统计1995~ 1999年国内不饱和树脂的产量增长速度为22.9%。1999年我国27家大型UPRs生产厂家产量达到20.8万t，其他企业约11.2万t，1999年进口11.6万t，消费量为43.6万t，其中增强占63%，包括建筑制品、化工防腐设备、车船、冷却塔等方面，国内UPRs的快速发展将为IPA 的需求带来较大的潜在市场。UPRs的发展与交通运输业、建筑业、化工行业等密切相关，预计IPA用于不饱和聚酯树脂的消费量2010年达到6.09万t. 金陵帝斯曼树脂有限公司引进巴斯夫公司生产的UPRs 共计50多个牌号，其中10个牌号为间苯型UPRs，主要用于制备高机械强度和耐腐蚀性玻璃钢制品、化工设备、电器制品等产品，其IPA平均含量约为20%，所需IPA全部进口，从该企业来看，间苯型UPRs，的用量每年增加较快。 南京复合材料总厂和南京绝缘材料总厂每年平均进口IPA 300t，主要用于生产IPA高强度耐化学腐蚀玻璃钢；天津合成材料总厂、常州建材253厂、秦皇岛耀华玻璃钢厂等8家生产厂的UPRs生产能力均在1万t/a以上，它们都从国外引进耐腐蚀性IPA型UPRs生产技术，各厂IPA的消费量每年300~400t 。江苏富丽化工集团公司不饱和树脂生产能力3.5万t/a，其中90%产品用于出口，每年需IPA1000t左右。北京251厂、广东顺德先达合成树脂有限公司、南通美德树脂公司、江苏亚帮集团公司、宜兴市兰合成化工制造公司、上海华昌聚合物有限公司等都生产间苯型不饱和树脂。 （2）改性其聚PET切片 由IPA生成的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（SIPM）和间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠（SIPE）是聚酯切片改性单体，用来生产阳离子可染切片（CDP），这种切片纺丝得到的聚酯纤维染色更鲜艳浓厚，色谱齐全，同时具有抗起球效果，
航空航天先进复合材料现状 2014-08-10 Lb23742 摘要:回顾了树脂基复合材料的发展史;综述了先进复合材料工业上通常使用环氧树脂的品种、性能和特性;复合材料使用的增强纤维;国防、军工及航空航天用树脂基复合材料;用于固体发动机壳体的树脂基体;用于固体发动机喷管的耐热树脂基体;火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体;树脂基结构复合材料;防弹结构复合材料;先进战斗机用复合材料;树脂基体;航天器用外热防护涂层材料;飞机结构受力构件用的高性能环氧树脂复合材料;碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天中的其它应用;民用大飞机复合材料;国产大飞机的软肋还是技术问题;复合材料之惑。 关键词:树脂基体;复合材料;国防;军工;航空航天;结构复合材料 0 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天，一个国家或地区的复合材料工业水平，已成为衡量其科技与经济实力的标志之一。先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。到2020年，只有复合材料才有潜力获得20-25%的性能提升。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂。在纤维增强复合材料领域中，环氧树脂大显身手。它与高性能纤维:PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S或E玻璃纤维复合，便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料，广泛运用在电子电力、航天航空、运动器材、建筑补强、压力管雄、化工防腐等六个领域。本文重点论述航空航天先进树脂基体复合材料的国内外现状及中国的技术软肋问题 1 树脂基复合材料的发展史 树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)，是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国不科学地俗称为玻璃钢。 树脂基复合材料于1932年在美国出现，1940年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩，其后不久，美国莱特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机，并于1944年3月在莱特-帕特空军基地试飞成功。1946年纤维缠绕成型技术在美国出现，为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁，尺寸、形状准确的复合材料模压件。1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功，并制成直升飞机的螺旋桨。60年代在美国利用纤维缠绕技术，制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体，为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。在此期间，玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用，使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。1961年片状模塑料(Sheet Molding Compound, 简称SMC)在法国问世，利用这种技术可制出大幅面表面光洁，尺寸、形状稳定的制品，如汽车、
热固性复合材料与热塑性复合材料 1热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。 典型的热固性树脂复合材料分为以下几种： （1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。 (2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两面的改性研究，一面是改善湿热性能提高其使用温度;另一面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。含有环氧树脂所制备的复
合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。 (3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。 2热塑性树脂基复合材料 热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。 而热塑性树脂复合材料具有很多的特点，以下概述了一些热塑性树脂复合材料的特点。
真空导入工艺的应用介绍 本栏目的信息由中国复合材料在线独家提供,如有转载请注明:原文转自中国复合材料在线网,否则将追究法律责任！ 金陵帝斯曼树脂有限公司顾王飞 摘要：真空导入工艺是最近兴起的复合材料加工方法，本文介绍了真空导入工艺的原理，并与其它工艺在力学性能上作了对比，阐述由真空导入工艺所制的产品的优势，同时对生产工艺过程作了扼要的介绍。 在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛的应用。针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉剂，模压等工艺，到现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM），真空辅助RTM （VARTM），真空袋压，SCRIMP，SRIM(Structural Reaction Injection Molding)，RF I （resin film infusion）。但都有一些差别，很多文章中都介绍过，这里就不赘述了。 1．真空导入工艺(vacuum infusion process, VIP) 真空导入工艺(Vacuum Infusion Process)，简称VIP，在模具上铺“干”增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等，有别于真空袋工艺），然后铺真空袋，并抽出体系中的空气，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维积层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射的模具）建立一个闭合系统。真空导入工艺公诸于世很久了, 这个工艺在1950出现了专利记录了。然而，直到近几年才得到了发展。由于这种工艺是由国外引入，所以在命名上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。 2．理论 真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）t =? 2h/(2 k DP ) t 是导入时间，由四个参数来决定。 h-树脂粘度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需导入时间就短，因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。 ?-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。 DP-压力差, 体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。 k = 渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润好坏的参数。k值大说明浸润好，象连续毡，多向毡要比方格布，短切毡易被树脂浸润。因此为了使得树脂在增强材料被压实的情况下能方便的充满体系，一般会人为设置一些导流槽，比如在夹心泡沫上下打孔等。 3．优势 在通常的手糊工艺(hand lay-up)中, 增强材料铺于模具中, 采用刷子，辊子或其它方式手工浸润增强材料。另外一种改进的方法是使用真空袋吸出手糊时积层中多余的树脂。这样提高的玻纤含量，得到更高强度和更轻的产品，VIP相对于传统的工艺具有很多优势。 如图以手糊，真空袋和真空导入为例。在力学性能上真空导入占有明显的优势。
树脂基复合材料成型工艺介绍 树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。 模压成型工艺的主要优点： ①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产； ②产品尺寸精度高，重复性好； ③表面光洁，无需二次修饰； ④能一次成型结构复杂的制品； ⑤因为批量生产，价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种： ①纤维料模压法 是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。 ②碎布料模压法 将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。 ③织物模压法 将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。 ④层压模压法 将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。 ⑤缠绕模压法 将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。 ⑥片状塑料（SMC）模压法 将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。 ⑦预成型坯料模压法 先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。 模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC
山东爱地高分子材料有限公司汇报材料 山东爱地高分子材料有限公司创建于2005年8月，省级高新技术企业，中国专利山东明星企业，注册资本2亿元人民币，是世界第七家，我省唯一一家生产超高强聚乙烯纤维及其制品的企业。 一、公司发展现状 超高强聚乙烯纤维属西方巴黎统筹物资，是国家“十一五”纺织工业重点发展的高科技特种纤维，强度为当今世界纤维之最，其产品被广泛应用于航空、航天、防弹、防刺等国防领域和劳动防护、海洋工程、远洋渔业等民用领域。 以“坚持自主创新，振兴民族工业”为己任，在市委、市政府的关心和支持下，公司联合国内外技术专家，历时两年半技术攻关，成功建成的我国首套具有自主知识产权，年产能为200吨的超高强聚乙烯纤维生产线是目前国内单套产能最高、设计环保、运行稳定、自动化水平最好的一条生产线，拥有18项技术专利。今年3月在清华大学进行的科技成果鉴定会上，与会专家一致认为：该套生产装备及产品工艺技术达到了国内领先水平，具备了规模化生产能力，突破了制约我国超高强聚乙烯纤维产业化发展的关键技术瓶颈，缩小了我国与发达国家的技术差距。 两年多来，围绕项目研发，公司与华东理工大学建立产学研合作平台，承担省级以上国家科技项目1项，先后投入科研经费1200多万元，同时加强人才队伍建设和产品市场开拓工作。公司现有员工125人，大专以上学历人员51人，主要研发人员16人，其中博士学位3人，硕士学位2人，逐步形成了以项目建设为龙头，以研发中心为主力，以科研队伍为基础，以国内外科研院所为依托，集科研、开发、试验、推广于
一体的国际化研发体系，公司自主创新能力日趋增强。 公司产品目前能够做到定长、定重，满足各类客户需求，质量经国家纤维质量监督检验中心检验达到目前世界上最好的荷兰帝斯曼公司同类产品水平，现已出口到希腊、比利时、葡萄牙、俄罗斯等多个欧洲国家，供不应求。截止到2007年底，公司拥有总资产2.5亿元，共出口纤维近100吨，实现销售收入2000多万元，利税1200万元。 二、公司五年发展规划（2008年-2012年） （一）公司发展总体目标 按照市委市政府的要求，公司本着进一步做大做强的原则，以提升企业自主创新能力为出发点，继续加大投入，努力参与国内国际两个市场的竞争，实现生产规模化、经营国际化、装备现代化、产品高端化、产业基地化，将公司建设成全球最具竞争力的特种纤维生产企业之一。 （二）主要经济指标 计划总投资12亿元人民币，到2012年形成年产5000吨超高强聚乙烯纤维、1000吨超高强聚乙烯纤维复合材料的生产能力。2008年计划投资4亿元，完成年产1000吨一期工程建设，投产后可实现销售收入2.5亿元，实现利税1.4亿元。项目全部建成后，可年产特种纤维5000吨，实现销售收入12.5亿元，利税7亿元。届时，公司将成为中国最大的特种纤维生产企业，产量居亚洲第一位，世界第二位。 （三）下一步工作重点 公司通过实施以下6大战略，实现上述发展目标。 1、实施科技创新战略。 公司不断建立和完善科研创新机制，大力开展产、学、研合作平台建设，与华东理工大学等国内外科研机构建立长期、全面有效的合作关系，2年内研制建成国内单套产能最高，具有自主知识产权的年产能为
树脂基复合材料的发展史 树脂基复合材料（Resin Matrix Composite）也称纤维增强塑料（Fiber Reinforced Plastics），是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国俗称玻璃钢。 树脂基复合材料于1932年在美国出现，1940年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩，其后不久，美国莱特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机，并于1944年3月在莱特-帕特空军基地试飞成功。从此纤维增强复合材料开始受到军界和工程界的注意。 第二次世界大战以后这种材料迅速扩展到民用，风靡一时，发展很快。1946年纤维缠绕成型技术在美国出现，为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。 1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁，尺寸、形状准确的复合材料模压件。1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功，并制成直升飞机的螺旋桨。 60年代在美国利用纤维缠绕技术，制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体，为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。在此期间，玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用，使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。 1961年片状模塑料（Sheet Molding Compound, 简称SMC）在法国问世，利用这种技术可制出大幅面表面光洁，尺寸、形状稳定的制品，如汽车、船的壳体以及卫生洁具等大型制件，从而更扩大了树脂基复合材料的应用领域。 1963年前后在美、法、日等国先后开发了高产量、大幅宽、连续生产的玻璃纤维复合材料板材生产线，使复合材料制品形成了规模化生产。拉挤成型工艺的研究始于50年代，60年代中期实现了连续化生产，在70年代拉挤技术又有了重大的突破，近年来发展更快。除圆棒状制品外，还能生产管、箱形、槽形、工字形等复杂截面的型材，并还有环向缠绕纤维以增加型材的侧向强度。目前拉挤工艺生产的制品断面可达76cm×20cm。 在70年代树脂反应注射成型（Reaction Injection Molding, 简称RIM）和增强树脂反应注射成型（Reinforced Reaction Injection Molding, 简称RRIM）两种
热塑性树脂和热固性树脂的概念和区别 热固性树脂简介 树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型，它包括大部分的缩合树脂，热固性树脂的优点是耐热性高，受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。 指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化；有时放出一些副产物，如水等。此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。 在塑料工业发展初期,热固性树脂所占比例很大,一般在50%以上。随着石油化工的发展，热塑性树脂产量剧增，到80年代，热固性树脂在世界合成树脂总产量中仅占10%～20%。 热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆。因而绝大多数热固性树脂在成型为制品前，都加入各种增强材料，如木粉、矿物粉、纤维或纺织品等使其增强，制成
增强塑料。在热固性树脂中，加入增强材料和其他添加剂，如固化剂、着色剂、润滑剂等,即能制成热固性塑料，有的呈粉状、粒状,有的作成团状、片状，统称模塑料。热固性塑料常用的加工方法有模压、层压、传递模塑、浇铸等，某些品种还可用于注射成型。 热固性树脂多用缩聚（见聚合）法生产。常用热固性树脂有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺－甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。热固性树脂主要用于制造增强塑料、泡沫塑料、各种电工用模塑料、浇铸制品等，还有相当数量用于胶粘剂和涂料。 从发展看，热固性树脂还在进一步改进质量，研制新品种，以满足新加工工艺开发的要求。用弹性体和热塑性树脂进行改性、开发注塑级热固性模塑料以及反应注射成型用专用树脂及配方，近年来已受到很大重视。采用互穿聚合物网络技术将为热固性树脂的合成开辟新途径。 热固性树脂的分类 除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外，热固性树脂主要有以下品种。 一、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。
超高分子量聚乙烯纤维和UD复合材料在防弹应用中的加速老化研究S. Chabba. M. van Es. E. J. Van Klinken. M. J. Jongedijk. D. Vanek. P. Gijsman. A. C. L. M. Van der Waals 接收：2007年2月12日/采用：2007年2月15日/网上发表：2007年3月20日 ? Springer Science +Business Media, LLC 2007 当今，装甲防护系统使用的各种聚合材料，重量轻并且为人员和车辆提供优良机动性和防弹性能。防弹应用中常用的聚合材料包括迪尼玛?等超高分子量聚乙烯，以及Kevlar和Twaron等芳香聚酰胺纤维。由于执法人员和士兵在各种不同环境条件下穿着防弹衣执行任务，要求装甲防护系统能承受不同环境条件并保持良好性能。近期事故的原因是防弹衣中缺少聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维，进而强调了防弹衣坚固性的重要性。美国国家司法学会(NIJ) 的一系列调查说明，PBO纤维在光亮和潮湿【1】环境中将承受巨大的拉伸载荷。抗拉性能的损失可能降低PBO材质装甲防护解决方案在使用中的防弹性能。合成纤维特性、性能和稳定性与其聚合物化学性质密切相关。迪尼玛?是帝斯曼迪尼玛?公司在荷兰和美国使用专利凝胶纺丝工艺生产的一种高性能聚乙烯纤维。这种纤维的结晶度和取向性极高，密度极低，成为极具吸引力的轻型弹道复合材料应用解决方案。就化学性质而言，迪尼玛?纤维不含任何芬芳剂、酰胺及其他与普通化学品发生反应的化学族，因此，纤维具有惰性和稳定性【2】。本研究评估了在高温和潮湿环境条件下，使用加速老化技术的超高分子量聚乙烯纤维和复合材料的性能保持能力。 本研究中使用的超高分子量聚乙烯纤维和UD复合材料由帝斯曼迪尼玛?公司生产。研究中使用的是迪尼玛? SK76纤维，1760dtex和迪尼玛? UD 等级SB21、SB31和SB61。Dtex是一种标准纺织物理度量，用以表示每1万米长度以克为重量单位纤维线性密度。UD材料迪尼玛?SB21、SB31和SB61是使用热塑性树脂为基体与超高分子量聚乙烯纤维复合而成。 为确定加速老化所需时间，在温度控制良好的条件下，将迪尼玛?纤维的耗氧量和单向性作为时间函数进行监测。氧化是促使聚烯烃老化最重要的过程【3】。温度与化学反应速率的关系可用阿列纽斯方程式表示为【4】： （1） 方程式中，k=反应速率常数；E a=激活能；A=碰撞频率系数；R=气体常数；T=绝对温度。 反应的变换系数对所需温度下与基准参考温度下的反应速度进行比较。由方程式1得到反应变换系数，如以下方程式2所示： In（变换系数）=（2） 方程式中，k ref=参考温度T ref下的反应速率常数，k=温度T下的反应速率常数。 通过标绘1/T的函数In（变换系数），得到一条斜率为E a/R的直线，被称作阿列纽斯曲线。迪尼玛? SK76和迪尼玛? SB21的阿列纽斯曲线如图1和图2所示。 在本研究中，纤维样品，100米，缠绕于多孔线轴之上。UD材料样品，面积为40×40厘米，面密度为3.66公斤/平方米。可将在35℃温度下使用5年作为防弹衣的基准要求。经常使用的防弹衣可能会处于相对湿度较高的环境中。因此，为了获