复合材料聚合物基体与纤维考试整理
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绪论标注(次要)二字表示老师未提及可删题型:选择、名词解释、简答、问答、图表(上课分析过的)热塑性树脂:具有线型或支链型大分子结构的树脂热固性树脂:最终具有体型大分子结构的树脂高分子定义:由重复结构单元通过聚合反应而获得的,以共价键形式连接的,分子量1万以上的同系物或者是化合物。
复合材料:由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的组分经过一定的成型加工工艺而得到的一种多相固体材料。
树脂的定义:没有添加加工助剂没有成型的高分子化合物。
树脂与高分子区别、联系:树脂是高分子,但高分子不一定是树脂第一章不饱和聚酯树脂(UPR)一、聚酯是主链上含有酯键的高分子化合物总称,一般由二元羧酸和二元醇经缩聚反应而成。
定义: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)中的溶液合成原理:不饱和聚酯是由不饱和二元羧酸(或酸酐)、饱和二元羧酸(或酸酐)与多元醇缩聚而成。
注意:生产时:聚合反应;固化时:连锁聚合,自由基加成原料:1、不饱和二元酸作用:提供双键2、饱和二元酸的作用:a、增加与交联单体的相容性b、降低UP的结晶性能c、改善UPR的特定性能3、多元醇作用(常见为12丙二醇):以降低结晶倾向,改善与苯乙烯的相容性,提高固化物的耐水性及电性能。
四、不饱和酸与饱和酸的比例1、一般情况下,顺酐和苯酐等摩尔比投料,2、若顺酐/苯酐的摩尔比增加UPR凝胶时间、折光率和粘度下降,而固化树脂的耐热性提高,以及一般的耐溶剂、耐腐蚀性能也提高,3、若顺酐/苯酐的摩尔比降低UPR 固化不良,力学强度↓。
合成特殊性能要求的聚酯,可以适当增加顺酐/苯酐的比例五、不饱和聚酯的相对分子质量对固化树脂性能的影响在合成UP时二元醇约过量5%~10% (摩尔),其分子量在1000~3000左右,UP 的分子量对UPR的性能有影响。
不饱和聚酯的缩聚度n=7~8(酸值30~25,分子量为2000~2500左右) 时,固化树脂具有较好的物理性能。
复合材料概论复习提要一、名词解释1、复合材料2、基体3、增强体4、聚合物基复合材料5、金属基复合材料6、陶瓷基复合材料7、水泥基复合材料8、碳/碳复合材料9、玻璃钢10、脱模剂11、复合材料的蠕变12、CVD13、玻璃纤维14、碳纤维15硼纤维16氧化铝纤维17、晶须18、A玻纤、E玻纤、S玻纤、M玻纤19玻璃纤维增强环氧树脂20玻璃纤维增强酚醛树脂21玻璃纤维增强聚酯树脂22、单模、对模23、等代设计法。
24、水泥二、重要知识点1、复合材料中的基体有三种主要作用。
2、复合材料的界面的作用和效应。
3、复合材料的可设计性以及意义、如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料。
4、增强材料的表面处理、沃兰(V olan)的结构式,沃兰和有机硅烷对玻纤表面处理的机理。
5、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶的生产过程以及性能(优点和缺点)、表面处理方法。
6、不饱和聚酯树脂的固化过程以及性能(优缺点)。
7、玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂主要性能。
8、铝基复合材料的制造与加工。
9、陶瓷基复合材料的使用温度范围。
10、晶须或者纤维增韧陶瓷基复合材料的制造工艺和成型加工方法。
11、RTM成型工艺、模压成型工艺和手糊成型工艺。
12、在连续玻璃纤维及其制品的制造过程中,拉丝时要用浸润剂的原因。
13、金属基纤维复合材料的界面结合形式以及影响界面稳定性的因素。
14、晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机理。
《复合材料》试卷(B)一、名词解释(每题5分,共20分)1.碳纤维:2.强度:3.比模量:4.玻璃钢:二、填空题(每空1分,共20分)1.晶须的分类:金属晶须、陶瓷晶须、、、。
2.结构复合材料的基体大致可分为和两大类。
3.常用的陶瓷基体主要包括、、、等。
4.热塑性聚合物是指具有线型或支链型结构的那一类有机,这类聚合物可以反复,而冷却后变硬。
5.碳纤维的制造方法可分为两种类型,即和。
6.金属基纤维复合材料的界面结合可以分成、、。
7.陶瓷基复合材料中增强体通常也成为,可分为、和三类。
三、单选题(每小题2分,共20分)1.下列复合材料的类别中,有一种与其他三种不同,这一种是()A金属基复合材料 B. 树脂基复合材料C. 颗粒增强复合材料2.飞机,火箭的机翼和机身以及导弹的壳体,尾翼中的复合材料是()A. 金属基复合材料B. 树脂基复合材料C. 绝缘基复合材料3.下列产品或材料属于复合材料的是()①玻璃钢②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿③飞机机身④航天飞机隔热陶瓷片⑤纳米高分子复合材料A. ①⑤B. ①②③ C. 全部4.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击,最大限度的保护使用人员的安全,这利用了复合材料的()A. 高强质轻B. 耐热抗高温C. 耐腐蚀稳定性好5.下列物质中哪项是复合材料()A、合金B、水泥C、混凝土6.下列哪种纤维的制备方法是采用气相沉积法()A、碳化硅纤维B、氧化铝陶瓷C、硼纤维7.SiC纤维()A、用浆体成型法制成。
B、用化学气相沉积法制成。
C、有时含有Y芯。
8.纤维复合材料中的增强体为纤维状,其中应用比较广泛的有碳纤维,玻璃纤维等。
对纤维的说法中,不正确的是()A、玻璃在一定条件下拉成极细的丝,可用于纺织宇航服等,但其拉伸强度却接近同强度的钢。
B、玻璃纤维易断,不能用于纺织。
C、碳纤维化学性能好,耐酸碱腐蚀,有良好的耐低温性能。
9.纤维复合材料中的增强体为纤维状,对纤维的说法不正确的是()A.、拉伸强度接近同强度的钢一样。
复合材料考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 复合材料中增强体的主要作用是什么?A. 提供形状B. 提供强度和刚度C. 提供颜色D. 提供重量答案:B2. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 玻璃钢B. 铝合金C. 碳纤维增强塑料D. 玻璃纤维增强塑料答案:B3. 复合材料的层合板中,0°和90°层的作用是什么?A. 增加层合板的厚度B. 提高层合板的抗拉强度C. 提高层合板的抗弯强度D. 提高层合板的抗剪强度答案:C4. 复合材料的界面相通常由哪种材料构成?A. 金属B. 陶瓷C. 聚合物D. 以上都不是答案:C5. 复合材料的疲劳性能通常比哪种材料差?A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 聚合物材料D. 玻璃材料答案:A6. 复合材料的热膨胀系数通常比哪种材料低?A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 聚合物材料D. 玻璃材料答案:B7. 复合材料的层合板中,45°层的作用是什么?A. 提高层合板的抗拉强度B. 提高层合板的抗弯强度C. 提高层合板的抗剪强度D. 提高层合板的抗冲击性能答案:C8. 复合材料的湿热环境适应性通常比哪种材料差?A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 聚合物材料D. 玻璃材料答案:C9. 复合材料的层合板中,±45°层通常用于提高哪种性能?A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗剪强度D. 抗冲击性能答案:D10. 复合材料的层合板中,0°层和90°层的交替排列可以提高哪种性能?A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗剪强度D. 抗冲击性能答案:B二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 复合材料的以下哪些特性使其在航空航天领域得到广泛应用?A. 高比强度B. 高比刚度C. 良好的耐腐蚀性D. 良好的电磁性能答案:ABC2. 复合材料的以下哪些因素会影响其层合板的性能?A. 增强体的类型B. 基体的类型C. 层合板的层数D. 层合板的厚度答案:ABC3. 复合材料的以下哪些因素会影响其疲劳性能?A. 增强体的类型B. 基体的类型C. 界面相的质量D. 层合板的层数答案:ABC4. 复合材料的以下哪些因素会影响其湿热环境适应性?A. 增强体的类型B. 基体的类型C. 界面相的质量D. 层合板的层数答案:BCD5. 复合材料的以下哪些因素会影响其抗冲击性能?A. 增强体的类型B. 基体的类型C. 层合板的层数D. 层合板的厚度答案:ABC三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述复合材料的定义及其主要特点。
复合材料考试重点1、复合材料的概念:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
a.性能—取长补短,协同作用;b.基体—连续相2、聚合物基复合材料:1)、热固性聚合物基复合材料性能特点:(1)比强度、比模量高。
(2)加工性能好(流动性好),可采用手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等。
(3)过载安全性好:过载而有少数纤维断裂时,载荷迅速重,新分配到未破坏的纤维上。
(4)可具有多种功能性:耐烧蚀性、摩擦学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、特殊的光、电、磁学性能。
2)、热塑性聚合物基复合材料性能特点:断裂韧性好;可重复再加工。
3、金属基复合材料特点:导电、导热、耐高温、抗老化好。
4、无机非金属基复合材料特点:耐高温(>1000℃),耐磨,强度高,硬度大,抗氧化,耐化学腐蚀,热膨胀系数小,但是脆性大。
5、复合材料的增强材料分类:纤维及其织物、晶须、颗粒。
特点:提高抗张强度和刚度、减少收缩,提高热变形温度和低温冲击强度等。
6、芳纶纤维(PPT A:聚芳酰胺纤维)-----聚对苯二甲酰对苯二胺,通过液晶纺丝方法制成,分子链伸直平行排列结且晶度很高。
性能特点:1)、芳纶纤维的力学性能:拉伸强度高,冲击性能好,弹性模量高,断裂伸长高,密度小,有高的比强度与比模量;2)、热稳定性: 180℃下可长期使用;低温下(-60℃)不发生脆化亦不降解, T>487℃时,不熔化,但开始碳化→高温下直至分解也不变形;3)、化学性能:耐介质性良好,但易受酸碱侵蚀,耐水性不好。
7、聚乙烯纤维(Polyethylene, PE)优点:高比强度、高比模量以及耐冲击、耐耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。
缺点:熔点低、易蠕变。
8、高强高模PE纤维:又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。
与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。
性能特点:强度更高;质量更轻,密度只有0.97g/cm ;化学稳定性更好;具有很好的耐候性;耐低温性好,使用温度可以低至-150℃。
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:一、选择题1. 纤维增强塑料一词缩写为( A )A.FRPB.CFRPC.GFRPD.GDP2.生产碳纤维的最主要原料是答:聚丙烯纤维、黏胶丝和沥青纤维( B )A. 沥青B. 聚丙烯腈C. 聚乙烯D. 人造丝3. 玻璃钢是答:玻璃纤维增强塑料( B )A. 玻璃纤维增强Al基复合材料B. 玻璃纤维增强热固性塑料C. 氧化铝纤维增强塑料D. 碳纤维增强热固性塑料4. FR-TP是指( D )A. 水泥基体复合材料B. 碳纤维增强树脂基复合材料C. 玻璃钢复合材料D. 玻璃纤维增强热塑性塑料5. 金属基复合材料通常( D )A. 以重金属作基体B. 延性比金属差C. 弹性模量比金属低D. 较基体具有更高使用的温度6. 复合材料中的残余应力主要有下列哪个因素造成的( C )A. 在制备复合材料时,由于冷却速度过快,使应力来不及缓和造成的B. 基体材料与增强材料的化学相容性不好造成的C. 基体材料与增强材料的热膨胀系数的差异性造成的D. 基体材料与增强材料力学性能不同造成的二、填空题1.复合材料中的连续相,称为基体,其它的相分散于连续相中,提高材料的力学性能,称为增强体。
2. 按用途分类,复合材料可分为结构和功能、结构\功能一体化复合材料。
3. E玻璃纤维是指无碱玻璃纤维,A玻璃纤维是指有碱玻璃纤维。
4.聚合物基复合材料中,常见的热塑性树脂基体有聚丙烯、聚氯、聚酰、聚碳酸酯。
5. 在聚合物基复合材料中,常见的热固性树脂基体有环氧树脂,酚醛树脂,不饱和聚酯,呋喃树脂等。
6.比强度是指材料抗拉强度与材料比重之比。
7@比刚度指材料弹性模量与其密度之比。
8. 自生成法是指在复合材料制造过程中,增强材料在基体中生成和生长的方法,解决了复合材料中的相容性和界面反应两个常见问题。
9.制备铝基(金属基)复合材料常见的液态金属法有真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌复合法、液态金属浸渍法、真空吸铸法、热喷涂法等。
复合材料检测考试题库一、选择题(每题2分,共20分)1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法组合而成的材料。
以下哪项不是复合材料的特点?A. 高强度B. 良好的耐腐蚀性C. 良好的导电性D. 可设计性2. 复合材料中的基体材料主要作用是什么?A. 提供机械强度B. 传递应力C. 保护增强材料D. 以上都是3. 以下哪种纤维不是常用的增强材料?A. 玻璃纤维B. 碳纤维C. 聚乙烯纤维D. 石墨纤维4. 复合材料的界面结合力主要取决于什么?A. 基体材料的粘度B. 增强材料的强度C. 界面的化学亲和力D. 增强材料的直径5. 复合材料的层合板结构通常用于哪些领域?A. 航空航天B. 汽车制造C. 建筑结构D. 以上都是6. 复合材料的冲击性能测试通常使用哪种方法?A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 冲击测试D. 弯曲测试7. 复合材料的热膨胀系数通常比单一材料的热膨胀系数:A. 更大B. 更小C. 相同D. 无法确定8. 复合材料的疲劳寿命通常受哪些因素影响?A. 环境温度B. 应力水平C. 材料的微观结构D. 以上都是9. 复合材料的湿热环境测试主要用于评估材料的哪些性能?A. 强度B. 耐湿热性C. 耐腐蚀性D. 耐老化性10. 复合材料的非破坏性检测(NDT)技术包括哪些?A. 超声波检测B. X射线检测C. 磁粉检测D. 以上都是二、填空题(每空2分,共20分)11. 复合材料的增强材料通常包括________、________和________等。
12. 复合材料的基体材料可以是________、________或________等。
13. 复合材料的界面结合力可以通过________或________来增强。
14. 复合材料的层合板结构可以通过改变________和________来优化性能。
15. 复合材料的疲劳寿命测试通常采用________循环加载方式。
三、简答题(每题10分,共30分)16. 简述复合材料的分类及其各自的特点。
1聚合物基复合材料的定义、特征、结构模式。
聚合物基复合材料:是以有机聚合物为基体,以颗粒、纤维等为增强材料组成的复合材料特征:1比强度和比模量高,比强度(抗拉强度与密度之比)和比模量(弹性模量与密度之比)高,说明材料轻而且刚性大。
2 良好的抗疲劳性能疲劳是材料在循环应力作用下的性质。
复合材料能有效地阻止疲劳裂纹的扩展。
3、减振性能好在工作过程中振动问题十分突出,复合材料为多相系统,大量的界面对振动有反射吸收作用。
且自振动频率高,不易产生共振4、高温性能好复合材料在高温下强度和模量基本不变5、各项异性和可设计性。
6、成型加工性好复合材料可成型任意型面的零件7、其它优点与其它类材料相比,聚合物基复合材料耐化学腐蚀、导电、导热率低等特点。
缺点:1耐湿热性差2.材料性能分散性差3.价格过高复合材料的结构①无规分散(弥散)增强结构(含颗粒、晶须、短纤维)②连续长纤单向增强结构(单向板)③层合(板)结构(二维织布或连续纤维铺层,每层不同)④三维编织体增强结构⑤夹层结构(蜂窝夹层等)⑥混杂结构2、复合材料的界面效应有哪些?怎么影响材料的性能。
界面在复合材料中所起到的效应:1、传递效应:界面可将复合材料体系中基体承受的外力传递给增强相,起到基体和增强相之间的桥梁作用。
2、阻断效应:基体和增强相之间结合力适当的界面有阻止裂纹扩展、减缓应力集中的作用。
3、不连续效应:在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象4、散射和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。
5、诱导效应:一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变,由此产生一些现象3.试说明玻璃纤维、碳纤维与芳纶纤维表面处理方法的相同点和不同点。
相同点是都需要在高温下处理,改善纤维的微结构,使纤维与界面和基体更加匹配。
包括化学键理论,润湿理论,表面形态理论,可逆水解平衡理论和可变形层理论等。
填空1强度材料在外力作用下抵抗永久形变或断裂的能力。
2 比强度材料极限强度与密度的比值。
3模量材料在弹性变形阶段,应力与应变成正比例关系,比例系数为模量。
4 比模量模量与密度的比值。
5复合后的产物为固体时才称为复合材料,若复合产物为液体或气体时就不称为复合材料。
6用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。
7 按基体材料分类聚合物基复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料8 按材料作用分类结构复合材料功能复合材料9 连续纤维增强金属基复合材料,在复合材料中纤维起着主要承载作用。
10 水泥混凝土制品在压缩强度、热能等方面具有优异的性能,但抗拉伸强度低,破坏前的许用应变小,通过用钢筋增强后,一直作为常用的建筑材料。
11 在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用应是以充分发挥增强纤维的性能为主。
12非连续增强金属基复合材料,基体是主要承载物,基体的强度对非连续增强金属基复合材料具有决定性的影响。
13 铁、镍元素在高温时能有效地促使碳纤维石墨化,破坏了碳纤维的结构,使其丧失了原有的强度,做成的复合材料不可能具备高的性能。
14 结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
15 连续纤维增强金属基复合材料一般选用纯铝或含合金元素少得单相铝合金,而颗粒、晶须增强金属基复合材料则选择具有高强度的铝合金。
16用于1000℃以上的高温金属基复合材料的基体材料主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物,较成熟的是镍基、铁基高温合金。
17 无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。
18 水泥基材呈碱性,对金属纤维可起保护作用,但对大多数矿物纤维是不利的。
19常用的陶瓷基体主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。
20 复合材料中的基体有三种主要的作用:把纤维粘在一起;分配纤维间的载荷;保护纤维不受环境影响。
21 降解指聚合物主链的断裂,它导致相对分子质量下降,使材料的物理力学性能变坏。
复合材料聚合物基体与纤维考试整理绪论(标注(次要)二字表示老师未提及可删)题型:选择、名词解释、简答、问答、图表(上课分析过的)热塑性树脂:具有线型或支链型大分子结构的树脂热固性树脂:最终具有体型大分子结构的树脂高分子定义:由重复结构单元通过聚合反应而获得的,以共价键形式连接的,分子量1万以上的同系物或者是化合物。
复合材料:由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的组分经过一定的成型加工工艺而得到的一种多相固体材料。
树脂的定义:没有添加加工助剂没有成型的高分子化合物。
树脂与高分子区别、联系:树脂是高分子,但高分子不一定是树脂第一章不饱和聚酯树脂(UPR)一、聚酯是主链上含有酯键的高分子化合物总称,一般由二元羧酸和二元醇经缩聚反应而成。
定义: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)中的溶液合成原理:不饱和聚酯是由不饱和二元羧酸(或酸酐)、饱和二元羧酸(或酸酐)与多元醇缩聚而成。
注意:生产时:聚合反应;固化时:连锁聚合,自由基加成原料:1、不饱和二元酸作用:提供双键2、饱和二元酸的作用:a、增加与交联单体的相容性b、降低UP的结晶性能c、改善UPR的特定性能3、多元醇作用(常见为12丙二醇):以降低结晶倾向,改善与苯乙烯的相容性,提高固化物的耐水性及电性能。
四、不饱和酸与饱和酸的比例1、一般情况下,顺酐和苯酐等摩尔比投料,2、若顺酐/苯酐的摩尔比增加UPR凝胶时间、折光率和粘度下降,而固化树脂的耐热性提高,以及一般的耐溶剂、耐腐蚀性能也提高,3、若顺酐/苯酐的摩尔比降低UPR 固化不良,力学强度↓。
合成特殊性能要求的聚酯,可以适当增加顺酐/苯酐的比例五、不饱和聚酯的相对分子质量对固化树脂性能的影响在合成UP时二元醇约过量5%~10% (摩尔),其分子量在1000~3000左右,UP的分子量对UPR的性能有影响。
不饱和聚酯的缩聚度n=7~8(酸值30~25,分子量为2000~2500左右)时,固化树脂具有较好的物理性能。
1-热1-抗弯模量;2-抗弯强度;3-抗拉强度六、影响顺式双键异构化的因素:1反应程度↑,体系酸值↓则异构化的几率↑;2异构化几率与所用二元醇的类型有关:① 1,2-二元醇比1,3-或1,4-二元醇异构化的几率要大,1,2-丁二醇>1,3-丁二醇>1,4-丁二醇②含仲羟基的二元醇较伯羟基的二元醇异构化的几率要大,2,3-丁二醇>丙二醇>乙二醇③含苯环的饱和二元酸比脂族二元酸有较大的促进异构化的作用。
苯酐比丁二酸、癸二酸对双键的异构化有较大的促进作用七、顺式双键的异构化反应原理1一般认为,顺式双键向反式双键的转化是在酸催化下进行的2除酸催化外,卤素、碱金属、硫磺以及硫化物等也能提高顺式双键的异构化程度。
为了提高顺式双键的异构化程度,在多元羧酸存在的同时,可以考虑再添加一些适当的催化剂。
八、双键异构化程度对UPR性能的影响(图表题考点P6、7)分析:随顺式双键向反式双键转化程度的提高,树脂的固话时间和凝胶化时间缩短,放热温度升高;随顺式双键异构化程度的不同,固化树脂的性能也有差别,由丙二醇合成的不饱和聚酯因为顺式双键的异构化程度很大,不论用顺丁烯还是反丁烯二酸,对于树脂固化以及固化树脂的性能都影响不大。
但是用一缩乙二醇时,因为在聚酯化过程中顺式双键的异构化程度较小,所以两种树脂固化后的性能差别较大九、不饱和聚酯树脂的合成控制产品质量:1、原材料质量的控制:酸或酸酐、二元醇或是多元醇、交联剂单体、引发剂、促进剂2、生产工艺的控制:温度控制、搅拌速率和惰性气体流量控制、酸值和粘度控制十、在聚合过程中为何早期低温高压,中后期高压低温?原因:缩合聚合反应热小,活化能大,早期低温防止副反应发生,高压促进反应,防止小分子的排出;中后期粘度大,不太容易反应,需要高温,且有利于小分子排出,低压也能促进副产物排出十一、酸值的定义*:为中和1g树脂所需氢氧化钾的毫克数注意:酸值是表示不饱和聚酯反应进行程度的指标,也是控制各不同批量聚酯质量均衡性的重要指标。
酸值越大酸性越强,这与pH值正好相反。
酸值的控制?*改为蒸馏、增大氮气、随着反应进行酸值越小交联单体的作用:1、作为稀释剂2、作为浸润剂3、作为交联剂交联单体的要求:1、高沸点;2、低粘度;3、能溶解树脂;4、无毒;5、能与树脂共聚,即交替共聚性好,不希望先自聚再共聚;6、反应活性大,使共聚能在室温或低温下进行。
常用交联单体种类与特点: 1、苯乙烯 2、乙烯基甲苯 3、二乙烯基苯4、甲基丙烯酸甲酯 5、邻苯二甲酸二烯丙酯十二、不饱和聚酯树脂的固化固化的含义: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称为树脂的固化固化过程:a、凝胶阶段,从粘流态到失去流动性,从液态到能够桃出细长丝这一阶段,或者是从粘手到软而不粘手;b、定型阶段,固化阶段,从凝胶失去流动性,到表面有一定硬度可从模上脱下;c、熟化阶段,表现上看,有一定硬度.有一定力学性能具有稳定的物理化学性能而可供使用。
室温凝胶时间按规定向树脂中加入引发剂和促进剂后,树脂即开始交联固化的过程中,从开始加入引发剂,到树脂交联成一种软胶状态,失去流动性,所经历的时间即凝胶时间。
十三、不饱和聚酯树脂的固化原理1、共聚过程链引发(过氧化二苯酰胺做引发剂)链增长RM·+M→RM2· RM2·+M→RM3·…RMn-1·+M→RMn·链终止2、固化树脂的网络结构表征:两个线型不饱和聚酯分子交联点间苯乙烯的重复单元数不饱和聚酯分子中双键的反应百分数(交联点数目)十四、UPR的增粘特性: 1、增粘剂:在碱土金属氧化物或氢氧化物作用下,不饱和聚酯树脂很快稠化,形成凝胶状物。
这种能使不饱和聚酯树脂粘度增加的物质2、增粘过程:它使起始粘度为0.1~1.0Pa·s的粘性液体状树脂,在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上,直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物,这一过程称为增粘过程。
注意:树脂并未交联,在合适的溶剂中仍可溶解,加热时有良好的流动性。
3、影响树脂增粘过程的因素:树脂的起始粘度(包括聚酯的相对分子质量)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、所添加的热塑性高聚物的类型双酚A型树脂*二酚基丙烷型不饱和聚酯树脂。
具有优良的耐腐蚀性能(耐碱耐水)及耐热性乙烯基聚酯*乙烯基聚酯是由环氧树脂与含双键的不饱和一元羧酸加成聚合的产物,其特点是聚合物中具有端基或侧基不饱和双键。
①位于端基的乙烯基活性较高,使树脂快速固化。
②甲基可屏蔽酯键,提高酯键的耐化学性能和耐水解稳定性。
③酯键每单位相对分子质量中的酯键比不饱和聚酯中约少35%~50%,提高了在碱性液中的水解稳定性。
④仲羟基仲羟基与玻璃纤维或其它纤维表面上的羟基相互作用,可以改善对玻璃纤维或其他纤维的浸润性和粘结性。
⑤环氧树脂主链,它可以赋予乙烯基酯树脂韧性。
⑥醚键可使树脂具有优异的耐酸性。
乙烯基酯树脂的拉伸强度、断裂延伸率及热变形温度均受环氧树脂结构及相对分子质量的影响。
UPR的具体应用(未增强不饱和聚酯的应用):表面涂层、浇铸件、汽车修补材料、聚酯混凝土第二章环氧树脂一、环氧树脂的概念1、定义:环氧树脂是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,除个别外,它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂(epoxy resin),是一种环氧低聚物(epoxy oligomer),与固化剂反应可形成三维网状的热固性塑料。
分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,可位于分子链的末端、中间、或成环状结构。
分子结构中含有活泼的环氧基团,可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有网状结构的高聚物。
2、环氧树脂的特:A、形式多样B、固化方便 C、粘附力强 D、力学性能E电性能、F、化学稳定性能G、尺寸稳定H、耐霉菌3、环氧树脂的分类:∙缩水甘油醚类∙缩水甘油酯类∙缩水甘油胺类∙线型脂肪族类∙脂环族类二、缩水甘油醚类环氧树脂(通用还氧树脂)∙二酚基丙烷型环氧树脂、酚醛多环氧树脂*、其它的多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂、脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂二酚基丙烷型环氧树脂1、二酚基丙烷型环氧树脂的原料(1)、二酚基丙烷(2)环氧氯丙烷环氧氯丙烷的一系列反应∙与胺类反应:与胺类进行加成反应∙与羟基反应:与酚类化合物进行加成反应∙水解反应:∙与羧酸反应:在催化剂作用下可以与有机酸作用生成脂∙聚合反应:环氧绿丙烷可以在催化剂作用下而发生聚合反应2、二酚基丙烷型环氧树脂的合成4、二步法合成高相对分子质量环氧树脂的原理p=m(n+2)-25、环氧当量和环氧值*(1)环氧当量:含有1g当量环氧基的环氧树脂的质量克数,以EEW表示。
(2)氧值:100g环氧树脂中环氧基的克数。
8、二酚基丙烷型环氧树脂的合成原理(1)碱催化、加成反应,闭环生成环氧化合物(2)环氧化合物与二酚基丙烷反应(3)含羟基的中间产物与环氧氯丙烷反应(4)含环氧基中间产物与含酚基中间产物之间的反应副反应(5)单体环氧氯丙烷水解(6)树脂的环氧端基水解(7)支化反应(8)环氧端基发生聚合反应为了合成预定相对分子质量的、分子链两端以环氧基终止的线型树脂,必须控制合适的反应条件。
其中,两种单体的投料配比,氢氧化钠的用量、浓度与投料方式,以及反应温度等条件对控制反应起着非常重要的作用。
9、二酚基丙烷和环氧氯丙烷的摩尔比*A、相对分子质量的树脂(n=0),理论上环氧氯丙烷与二酚基丙烷的摩尔比为2:1。
实际合成时环氧氯丙烷过量多一些B、化钠的用量、浓度与投料方式的影响:氢氧化钠在合成过程中既是环氧基与酚羟基加成反应的催化剂,又是氯醇在闭环过程中脱氯化氢的催化剂。
C、、温度的影响 :应温度一般控制较低(常低于90o C)。
为了防止单体环氧氯丙烷及中间物环氧端基的水解反应,常控制起始的反应温度稍低(如低于60o C),到反应后期才逐渐升高温度。
D、料顺序的影响:般低相对分子质量树脂均采用碱后加法,而高相对分子质量树脂均采用环氧氯丙烷后加法合成。
E、系中水含量的影响:有报导,在制备低相对分子质量树脂时在反应体系中必须维持水的含量在0.3%~2%之间。
10、环氧树脂的固化过程:A与环氧树脂分子进行加成,并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。
这类固化剂又称反应性固化剂,一般都含有活泼的氢原子,在反应过程中伴有氢原子的转移,例如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。
B、类是催化性的固化剂,它可引发树脂分子中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化反应,例如叔胺和三氟化硼络合物等。
两类固化剂都是通过树脂分子结构中具有的环氧基或仲羟基的反应完成固化过程的。