聚合物共混物：组成与性能（下）文献综述
本文从从很多实验和理论，对聚合物的力学性能和断裂力学很好的阐述，并对各个理论、模型的适用条件以及使用给对很好的相应的应用及其作者对其的理解。
一：断裂力学在共混聚合物韧性中的研究中有很大的作用，断裂力学时描述增韧和共混高聚物破坏机理特征的最好方法，增韧作用首先由第二相柔性粒子的空洞化形成，随后在裂纹前周围产生较大的塑性变形，而生成提高剪切屈服的基体带，并阐述了应用LEFW和非线性断裂力学参数对共混高聚物的韧性的表征，EFW方法可应脆性和韧性共混物，并可以用于准静态和冲击断裂，比基本断裂功、和比塑性功吸收、可用来区分增韧共混物的相形貌和含量。虽然EWF方法很好用但是还有一定的缺陷，还需要进一步的完善。
对于表征韧性的测试的方法还有用标准经验测试方法，表征材料对外加应力的响应，但涉及对试样几何形状和尺寸非常严格的限制，而标准的经验实验师在非极限条件下对材料的测试，允许在不同实验条件下测试，从对试样的慢速单轴拉伸到缺口冲击实验，因此可以得到相关材料的强度和弱点的图并且测试方法操作简单等优点，但是其韧性的数据只是所用的试样构型专用，而不能用于工程设计或评价。工程技术，包括断裂力学、有限元分析和塑性理论，全都可以用于对于这些结构的破坏的进行深入分析，这样可根据平面应力-平面应变转变解释样条厚度对缺口Izod冲击强度的影响，橡胶增容塑料的Izod和落球实验冲击强度，因老化而出现的降低直接与Gic的降低有关。然而导致高聚物的破坏发生主要原因不是冲击，却是亚临界的裂纹生长，老化和热循环，因此这可能是塑料实验方法的最好方法，而不是断了力学测试的次级替代品，从中得到更多的有用的信息。
断裂力学对疲劳设计的假设是；含裂纹的结构件在断裂前可以承受很大程度的稳态的裂纹生长，均聚物一般在有限的范围内聚友稳定的疲劳裂纹生长。然而可通过在聚合物基体共混橡胶粒子或无机填料，来扩大稳定疲劳裂纹生长的范围，橡胶粒子提供了粒子空洞化和随之产生的基体塑料等非本征的裂尖前缘机理。这样的过程区减缓了裂纹生长的速率，同时提高了不稳定断裂临界应力强度而提高了疲劳寿命。裂纹生长速率能够被各种各样的外在的参数影响，如平均应力的改变，平均应力的增加经常引起裂纹增长速率的提高，断裂力学可以提供预测结构部件在周期载荷条件下寿命的设计途径。通过加入无机纤维和橡胶粒子，Pares规则和快断裂区都可以得到改善。
复合材料聚合物基体考试整理
复材1108班
第一章（12分）不饱和聚酯树脂：是指不饱和聚酯在乙烯基类交联 单体（例如苯乙烯）中的溶液。不饱和聚酯：是由不饱和二元酸或酸酊、饱
和二元酸或酸酎，二元醇经缩聚反应合成的相对分子质量不高的聚合物。
不饱和聚酯树脂的合成方法：熔融缩聚法、溶剂共沸脱水法、减压法、加
压法。不饱和聚酯树脂的合成过程包括：线型不饱和聚酯的合成、用苯 乙烯稀释聚酯。不饱和聚酯树脂固化的三个阶段：凝胶、定型、熟化。最 常用的交联单体：是苯乙烯。酸值：中和一定量的不饱和聚酯树脂所消 耗的氢氧化钾的毫克数。
固化：粘流态树脂体系发生交联反应而转变成为不溶、不熔的具有体
型网络结构的固态树脂的全过程。引发剂：是能使单体分子或含双键的 线型高分子活化而成为游离基并进行连锁聚合反应的物质。
有机过氧化物的通式为:。其中的R基团可以是：烷基、芳基、酰基、
碳酸酯基。有机过氧化物的特性是用：活性氧含量、临界温度、半衰期 来表征的。通用型不饱和聚酯树脂具有下列技术指标：粘度、酸值、凝 胶时间、固体含量。工业上生产不饱和聚酯树脂的方法有：一步法、二 步法。增粘剂：能使不饱和聚酯树脂粘度增加的物质。阻聚剂：使单体 与不饱和聚酯不能发生聚合反应的物质。不饱和聚能树脂的固化是一种 游离基型共聚反应，具有链引发、链增长 链终止三个游离基型聚合反应 的特点。
影响树脂增粘过程的因素：树脂的起始粘度、不饱和聚酯的结构、增
粘剂的种类与用量、体系的水分含量、填料的种类。常用的交联剂分为：
单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体。酸酎中的反式双键比顺 式双键活泼。
第二章（6分）环氧树脂：指分子中含有两个或两个以上环氧基团的
那一类有机高分子化合物。环氧树脂分5类：缩水甘油醍类、缩水甘油 酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类、脂环族类。
环氧值：是指每100g树脂中所含环氧基的克当量数。环氧当量：含 有1克当量环氧基的环氧树脂的克数。半衰期：在给定温度下，有机过 氧化物分解一半所需要的时间。常用的脂肪族胺类固化剂有：二乙烯三 胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2）、三乙烯四胺
第二章 聚合物基复合材料的基体
1．聚合物基体的作用
复合材料＝基体+增强剂（填充剂）
复合材料的原材料包括基体材料和增强材料
聚合物基体是FRP的一个必需组分。在复合材料成型过程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程，与增强纤维复合成具有一定形状的整体，因而整体性能直接影响复合材料性能。
基体的作用主要包括以下四个部分
①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均衡；
②基体决定复合材料的一些性能。耐热性、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等；
③基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等。
④基体保护纤维免受各种损伤。
此外，基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响，如纵向拉伸、尤其是压缩性能，疲劳性能，断裂韧性等。
2．聚合物基体材料的分类
用于复合材料的聚合物基体有多种分类方法，如按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。
热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变化。
热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生化学反应固化后，形成不溶不熔的三维网状高分子，这类基体通常是无定形的。
聚合物基体按树脂特性及用途分为：
一般用途树脂、耐热性树脂、耐候性树脂、阻燃树脂等。
按成型工艺分为：
手糊用树脂、喷射用树脂、胶衣用树脂、缠绕用树脂、拉挤用树脂等。
不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及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。
3．聚合物基体的选择
对聚合物基体的选择应遵循下列原则：
（１）能够满足产品的使用需要；
如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。
高拉伸(或剪切)模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高FRP力学性能。
复合材料发展概述
复合材料是指由两种或以上不同材料组成的材料，它们的结合可以发挥各自的优点，从而产生出更加优良的性能。复合材料在工业、航空航天、汽车制造等领域中得到了广泛应用。
复合材料的发展可以追溯到上世纪初期，当时主要是以木质为基础材料进行研究。随着科技的进步和工业化生产的需求，20世纪50年代开始大规模地进行了研究和开发。1960年代末期，碳纤维复合材料开始被广泛应用于飞机制造领域。
近年来，随着新型高性能复合材料的不断涌现和制造技术的不断提高，复合材料在各个领域中得到了越来越广泛的应用。例如，在汽车轻量化领域中，采用碳纤维增强塑料（CFRP）可以使汽车重量减轻30%以上；在建筑领域中，采用玻璃钢等复合材料可以有效地提高建筑物的抗震性能和耐久性。
目前，国内外对于复合材料的研究和开发仍在不断地进行中，主要集中在新型高性能复合材料的研制、制造技术的提高以及应用领域的拓展等方面。预计未来随着科技和工业的不断发展，复合材料将会得到更加广泛的应用和发展。
综上所述，复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料，其发展历程经历了多年的研究和开发，并在各个领域中得到了越来越广泛的应用。未来随着科技和工业的不断进步，相信复合材料必将迎来更加美好的明天。
