聚合物基復合材料

前言

材料是人類賴以生存的物質基礎，是人類物質文明的標志。材料的發(fā)展會將人類的社會文明推向更高的層次。材料是現(xiàn)代科技的四大支柱之一，現(xiàn)代科技的進步對材料提出了更高的要求，從而帶動了新材料向復合化、功能化、智能化、結構功能一體化和低成本化的方向發(fā)展。在這一趨勢下，聚合物基復合材料的作用和地位越來越重要。由于聚合物基復合材料的可設計性，使聚合物基復合材料既可以成為具有綜合性能優(yōu)異的結構材料，又可以成為具有特殊功能的功能材料，還可以成為結構功能一體化的結構件。聚合物基復合材料的可設計性給其自身的發(fā)展帶來了無限的生機與活力。聚合物基復合材料是復合材料中的重要組成部分。聚合物基復合材料從碎布與酚醛替代木材料，發(fā)展到廣泛地采用玻璃纖維增強塑料到碳纖維、陶瓷纖維、陶瓷晶須等復合材料，且已廣泛用于航空航天、橋梁建設等高技術領域，發(fā)展十分迅速。鑒于聚合物基復合材料在復合材料學科中的重要性、其應用的廣泛性以及聚合物基復合材料的特殊性能，特將聚合物基復合材料所用的基體樹脂、增強材料、聚合物復合材料界面理論、各種聚合物基復合材料、聚合物基復合材料成型方法、聚合物基復合材料的發(fā)展方向等內容編輯為本書，本書不但介紹了聚合物基復合材料基礎知識，還介紹了相關的理論，可作為高分子材料相關專業(yè)的本科教科書、研究生及相關專業(yè)的科研人員參考書。本書的第1章、第2章、第5章、第8章和第13章由陳宇飛（哈爾濱理工大學）編寫，第4章、第6章、第7章和第10章由郭艷宏（哈爾濱工程大學）編寫，第3章、第9章、第11章和第12章由戴亞杰（哈爾濱理工大學）編寫。本書在編寫過程中，參考并借鑒了許多相關文獻及內容，謹此向作者致以深深的謝意。由于編者水平有限，書稿不足之處在所難免，敬請廣大師生和科研工作者批評指正。

內容概要

　　《聚合物基復合材料》內容包括聚合物基復合材料的基本概述、增強材料、各種聚合物基復合材料、成型方法以及聚合物基復合材料的發(fā)展方向。《聚合物基復合材料》可供從事聚合物基復合材料研究的學生和科研人員使用。具體內容包括：增強材料、材料的界面理論、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氰酸酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、熱塑性樹脂、其他聚合物基體樹脂、聚合物基復合材料成型、聚合物基復合材料的力學性能、聚合物基納米復合材料的發(fā)展?！　∽x者對象為復合材料專業(yè)的大專院校師生，也可供相關行業(yè)的科研開發(fā)、管理人員參考。

書籍目錄

第1章 概論1.1 復合材料的發(fā)展史1.2 復合材料的定義及分類1.2.1 復合材料的定義1.2.2 復合材料與化合材料、混合材料的區(qū)別1.2.3 基體與增強體1.2.4 復合材料的分類1.3 聚合物基復合材料的特性1.3.1 復合材料的基本性能1.3.2 聚合物基復合材料的主要性能1.4 聚合物基復合材料的結構設計1.5 聚合物基復合材料的應用及發(fā)展參考文獻第2章 增強材料2.1 概述2.2 玻璃纖維及其制品2.2.1 玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)況2.2.2 玻璃纖維的分類2.2.3 玻璃纖維的結構及化學組成2.2.4 玻璃纖維的物理性能2.2.5 玻璃纖維的化學性能2.2.6 玻璃纖維及其制品2.2.7 玻璃纖維的表面處理2.2.8 特種玻璃纖維2.3 碳纖維2.3.1 概述2.3.2 碳纖維的分類2.3.3 碳纖維的性能2.3.4 碳纖維的制造方法2.3.5 聚丙烯腈基碳纖維2.3.6 碳纖維的應用與發(fā)展2.4 芳綸纖維（有機纖維）2.4.1 概述2.4.2 芳綸纖維的制備2.4.3 芳綸纖維的結構與性能2.4.4 芳綸纖維的用途2.5 玄武巖纖維2.5.1 玄武巖纖維的發(fā)展2.5.2 玄武巖纖維的組成及結構2.5.3 玄武巖纖維的性能2.5.4 玄武巖連續(xù)纖維的制備2.5.5 玄武巖纖維的應用2.6 其他纖維2.6.1 碳化硅纖維2.6.2 硼纖維2.6.3 氧化鋁纖維2.6.4 晶須參考文獻第3章 材料的界面理論3.1 概述3.2 表面現(xiàn)象和表面張力3.2.1 表面現(xiàn)象3.2.2 聚合物固體的表面張力3.3 增強材料的表面性質與處理3.3.1 增強材料的表面性質3.3.2 增強材料的表面處理3.4 聚合物基復合材料的界面3.4.1 復合材料復合結構的類型3.4.2 復合材料的復合效果3.4.3 聚合物基復合材料的界面結構3.4.4 復合材料界面的研究方法3.5 聚合物基復合材料界面的破壞3.5.1 界面粘接強度和斷裂的表面形態(tài)3.5.2 界面應力與界面粘接強度的估算3.5.3 界面的破壞參考文獻第4章 不飽和聚酯樹脂4.1 概述4.1.1 不飽和聚酯樹脂的概念及其特性4.1.2 國內外發(fā)展概況4.1.3 樹脂的技術進展4.2 不飽和聚酯樹脂的合成4.2.1 合成原理4.2.2 合成方法4.2.3 原料酸和醇4.2.4 不飽和聚酯樹脂的固化4.2.5 樹脂的品種及其改性4.3 不飽和聚酯樹脂的應用4.3.1 非纖維增強不飽和聚酯樹脂的應用4.3.2 纖維增強不飽和聚酯樹脂的用途參考文獻第5章 環(huán)氧樹脂5.1 概述5.1.1 定義5.1.2 環(huán)氧樹脂的特性5.1.3 環(huán)氧樹脂的分類5.2 各類環(huán)氧樹脂的結構特點及性能5.2.1 縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂5.2.2 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂5.2.3 縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂5.2.4 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂5.2.5 脂肪族環(huán)氧樹脂5.3 固化劑5.3.1 固化劑的分類5.3.2 固化劑的用量5.3.3 固化劑的種類5.4 環(huán)氧樹脂的應用參考文獻第6章 酚醛樹脂6.1 酚醛樹脂的合成6.1.1 酚醛樹脂合成的原料6.1.2 酚醛樹脂合成的加成反應6.1.3 酚醛樹脂合成的縮聚反應6.1.4 酚醛樹脂合成的反應機理6.2 酚醛樹脂的性能6.2.1 酚醛樹脂的基本性能6.2.2 酚醛樹脂的熱性能及燒蝕性能6.2.3 酚醛樹脂的阻燃性能和發(fā)煙性能6.2.4 酚醛樹脂的耐輻射性6.3 酚醛樹脂的應用及發(fā)展6.3.1 酚醛樹脂的應用6.3.2 酚醛樹脂的最新發(fā)展6.3.3 酚醛樹脂的回收利用參考文獻第7章 氰酸酯樹脂7.1 氰酸酯的合成7.1.1 酚類化合物與鹵化氰的反應7.1.2 酚鹽與鹵化氰反應7.1.3 酚類化合物與堿金屬氰化物的反應7.1.4 硫三唑的熱解反應7.2 氰酸酯樹脂的性能7.2.1 氰酸酯樹脂的反應性7.2.2 環(huán)三聚反應及氰酸酯的固化機理7.2.3 氰酸酯樹脂的物理性能7.2.4 氰酸酯樹脂的工藝性能7.2.5 氰酸酯樹脂的流變性能7.2.6 氰酸酯樹脂固化物的性能7.3 氰酸酯樹脂的應用7.3.1 在電子行業(yè)中的應用7.3.2 在航空、航天、航海領域的應用7.3.3 氰酸酯樹脂復合材料在導彈材料中的應用7.3.4 氰酸酯樹脂在宇航復合材料中的應用7.3.5 其他方面的應用7.4 氰酸酯樹脂的發(fā)展趨勢與前景7.4.1 新型氰酸酯的合成7.4.2 共混改性參考文獻第8章 聚酰亞胺樹脂8.1 概論8.1.1 聚酰亞胺的性能8.1.2 聚酰亞胺的合成8.1.3 聚酰胺酸的合成和酰亞胺化8.1.4 聚酰胺酸的熱環(huán)化8.2 縮聚型聚酰亞胺樹脂8.3 加聚型聚酰亞胺8.3.1 雙馬來酰亞胺樹脂8.3.2 降冰片烯封端聚酰亞胺樹脂8.3.3 乙炔封端聚酰亞胺8.4 聚酰亞胺薄膜、塑料及纖維8.4.1 薄膜8.4.2 高性能工程塑料8.4.3 聚酰亞胺纖維8.5 聚酰亞胺膠黏劑參考文獻第9章 熱塑性樹脂基體9.1 聚乙烯9.1.1 合成9.1.2 性能9.1.3 用途9.2 聚丙烯9.2.1 合成9.2.2 結構與性能9.2.3 用途9.3 聚氯乙烯9.3.1 合成9.3.2 結構與性能9.3.3 用途9.4 聚苯乙烯9.4.1 合成9.4.2 結構與性能9.4.3 用途9.5 ABS9.5.1 合成9.5.2 性能9.5.3 用途9.6 聚酰胺9.6.1 種類和制法9.6.2 結構與性能9.6.3 用途9.7 聚甲基丙烯酸甲酯9.7.1 合成9.7.2 性能9.7.3 用途9.8 聚碳酸酯9.8.1 合成9.8.2 結構與性能9.8.3 用途9.9 飽和聚酯9.9.1 合成9.9.2 性能9.9.3 用途9.10 聚甲醛9.10.1 合成9.10.2 性能9.10.3 用途9.11 聚苯醚9.11.1 合成9.11.2 結構與性能9.11.3 用途9.12 氯化聚醚9.12.1 制法9.12.2 結構與性能9.12.3 用途9.13 聚砜9.13.1 雙酚A型聚砜9.13.2 聚芳砜9.14  聚苯硫醚9.14.1 普通聚苯硫醚9.14.2 增強聚苯硫醚9.15  氟塑料9.15.1 種類和制法9.15.2 性能9.15.3 用途參考文獻第10章 其他聚合物基樹脂10.1 聚醚醚酮樹脂10.1.1 聚醚醚酮樹脂的合成10.1.2 聚醚醚酮樹脂的性能10.1.3 聚醚醚酮樹脂的應用10.2 含炔基樹脂10.2.1 聚芳基乙炔樹脂10.2.2 含硅芳基乙炔樹脂10.2.3 炔基聚酰亞胺10.3 苯并環(huán)丁烯樹脂10.3.1 苯并環(huán)丁烯樹脂的合成10.3.2 苯并環(huán)丁烯樹脂的性能10.3.3 苯并環(huán)丁烯樹脂的應用10.4 聚酚酯10.5 聚酚氧10.6 聚苯并咪唑10.6.1 聚苯并咪唑樹脂的合成10.6.2 聚苯并咪唑樹脂的性能參考文獻第11章 聚合物基復合材料成型11.1 概述11.2 手糊成型11.2.1 原材料選擇11.2.2 手糊成型模具與脫模劑11.2.3 手糊工藝過程11.3 模壓成型11.3.1 概述11.3.2 模壓料11.3.3 SMC成型11.4 層壓成型11.4.1 概述11.4.2 層壓工藝11.4.3 層壓設備11.4.4 玻璃鋼卷管成型11.5 纏繞成型11.5.1 概述11.5.2 芯模11.5.3 纏繞形式11.5.4 纏繞設備11.6 拉擠成型11.6.1 概述11.6.2 拉擠成型原理及過程11.6.3 拉擠成型工藝11.7 離心法成型11.7.1 概述11.7.2 工藝過程11.7.3 模具和設備11.8 樹脂傳遞模塑成型11.8.1 樹脂傳遞模型11.8.2 反應注射模塑與增強型反應注射模塑11.9 夾層結構成型11.9.1 概述11.9.2 玻璃鋼夾層結構類型及特點11.10 噴射成型11.11 熱塑性復合材料及其成型11.11.1 熱塑性復合材料的發(fā)展概況11.11.2 熱塑性復合材料成型理論基礎11.11.3 擠出成型11.11.4 注射成型11.12 熱塑性片狀模塑料及其制品沖壓成型11.12.1 概述11.12.2 熱塑性片狀模塑料的生產工藝及設備11.12.3 熱塑性復合材料制品沖壓成型參考文獻第12章 聚合物基復合材料的力學性能12.1 緒論12.2 復合材料力學性能測試12.2.1 拉伸12.2.2 壓縮12.2.3 彎曲試驗12.2.4 剪切12.2.5 沖擊12.2.6 硬度12.2.7 摩擦12.2.8 磨耗12.3 聚合物基復合材料物理性能測試12.3.1 線膨脹系數(shù)12.3.2 熱導率12.3.3 平均比熱容12.3.4 馬丁耐熱與熱變形溫度12.3.5 溫度形變曲線（熱機械曲線）12.3.6 電阻系數(shù)（電阻率或比電阻）12.3.7 介電常數(shù)和介質損耗角正切12.3.8 擊穿強度12.3.9 耐電弧12.3.10 溫度指數(shù)12.4 耐燃燒性12.5 熱穩(wěn)定性12.5.1 熱重法12.5.2 差熱分析法和差示掃描量熱法12.6 吸水性12.7 耐化學腐蝕性12.8 老化12.8.1 概述12.8.2 大氣老化試驗方法要點12.8.3 加速大氣暴露試驗方法要點12.8.4 人工加速老化試驗方法要點12.9 復合材料制品檢驗技術12.9.1 概述12.9.2 制品的破壞性檢驗12.9.3 制品的無損檢驗參考文獻第13章 聚合物基納米復合材料的發(fā)展13.1 概論13.1.1 納米材料的結構13.1.2 納米材料的特性13.1.3 納米復合材料的分類13.2 納米顆粒的制備方法13.3 納米熱固性塑料13.3.1 簡介13.3.2 納米環(huán)氧13.3.3 納米不飽和聚酯13.3.4 納米炭粉改性酚醛13.4 聚合物-納米復合材料的應用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.2 玻璃纖維及其制品2.2.1 玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)況玻璃纖維是目前使用量最大的一種增強纖維。隨著玻璃纖維增強塑料玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展，玻璃纖維工業(yè)也得到迅速的發(fā)展。自20世紀70年代開始的國外玻璃纖維的主要特點是：普遍采用池窯拉絲新技術；大力發(fā)展多排多孔拉絲工藝；用于玻璃纖維增強塑料的纖維直徑逐漸向粗的方向發(fā)展，纖維直徑為14～24μm，甚至達到27μm；大量生產無堿纖維；大力發(fā)展無紡織玻璃纖維織物，無捻粗紗的短切纖維氈片所占比例增加；重視纖維-樹脂界面的研究，新型偶聯(lián)劑不斷出現(xiàn)，玻璃纖維的前處理受到普遍重視。目前全球玻璃纖維制造的先驅是美國的Owens coring公司（簡稱OC公司），該公司年產達65萬噸，下屬20多家生產企業(yè)。中國最大的玻璃纖維生產廠家是中國玻纖巨石集團，該公司現(xiàn)生產的玻璃纖維品種和規(guī)格高達20多個大類，近500種規(guī)格，年產10萬噸無堿池窯創(chuàng)造了全球單座池窯年產最高紀錄。該條池窯生產線采用了當前國際最先進的工藝技術與裝備，如采用超大容量、純氧燃燒單元窯，大大提高了窯爐的熱效率，降低了能源消耗；采用高精度漏板控制技術，降低漏板溫差，提高單根原絲直徑均勻率；采用漏板高流量拉伸工藝技術，大大地提高了單機產量；采用原絲直接短切工藝，簡化了生產工序，不僅節(jié)約了能源，還顯著提高了生產效率。

編輯推薦

《聚合物基復合材料》是高等學校教材之一。

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