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復合樹脂文物

發布時間:2022-11-28 02:29:23

❶ 材料科學與工程可以修復文物嗎

應該不能,區別還是有點打的。

材料科學與工程是一個基礎的工科專業,且越往後深造做的越基礎,本科學的比較寬泛,但也為後面打下堅實的基礎。材料科學與工程也是一個龐大的專業,涵蓋了較多專業門類,但對於機理的分析解釋具有較多互通性。

材料科學與工程一級學科下設三個二級學科,包括材料學、材料成型與控制工程(有時也稱為材料加工工程)、材料物理與化學。材料學二級學科(材料學包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料專業,各高校根據自己情況發展的也不一樣,有的只有金屬材料工程,有的只有無機非金屬材料工程等);材料成型與控制工程二級學科(材料成型包括塑性成型(塑性成型包括沖壓、軋制、拉拔、擠壓、模具等)、鑄造、焊接,以前冶金部隸屬高校的材料成型主要是塑性成型也叫壓力加工,以前機械部隸屬高校的材料成型主要就是焊接和鑄造);材料物理與化學二級學科(包括光、熱、電子、磁等材料物理以及腐蝕與防護、納米材料、能源電池等材料化學)材料物理與化學由於各學校規模和實力不同,也有的只有材料物理或只有材料化學。

不過好的材料學的背景對文物保護與修復幫助還是挺大的。

這里有兩種職業,文物保護科學家,文物修復師,這兩種職業要求,培養模式有不少差異性,一個是做研究,一個是動手修復,所以看你到底是想走哪一條路。

❷ 文物分類的特性

文物的復雜性與可分性文物是人類歷史文化遺存。不同歷史時期人類社會生產和社會生活各個方面的物體或物品,以不同的形式保存和傳留至今,品類龐雜,內容廣泛。文物的復雜性表現為:時代或年代不同,質地不一,種類眾多,功能各異。僅以質地而言,就有石器、玉器、陶器、銅器、鐵器、瓷器、骨角牙器等。文物雖然十分復雜,但又是可分的。因為:①文物有其產生的時代或具體年代,即歷史性;②文物有其產生的地點或地域;③文物是由一定的物質構成的,即用不同的物質材料製造的;④文物在產生它的時代,都是為了一定的目的創制的,也就是各有自己的一定功用;⑤文物是有形的,以一定的形態出現,這與文物的物質性和功用密切相連。將文物按照一定的標准,分別聚集到一起,就形成不同的類別,而不同類別的文物在聚類時又分層次。在文物分類中,同類相聚是一個重要原則。同類相聚的「同類」,因標准不同其內容也不盡相同。按質地聚類,鐵器類中只有鐵制的器物,不會有其他質地的文物;按功用聚類,炊器類中的鼎,就有陶鼎、銅鼎、鐵鼎,分屬於 3種材料製成,是 3種不同質地的器物。但不論用哪一種標准聚類,同類文物都有內在的聯系。這種聯系由聚類標准決定,同時又要受到聚類標準的制約。在文物分類或歸類的時候,首先要確定對具體的文物對象以什麼作為分類的標准。標準是衡量事物的准則,有了明確的准則,對事物才能有衡量的出發點和要求,凡是符合標準的文物,就可以歸納到一起,取捨均從標准出發,歸類的標准不僅可以達到,而且科學性較強。有什麼樣的標准,就有什麼樣的方法。在分類標准確定之後,用它去衡量復雜的文物,把符合該標準的文物篩選出來,集合成類,以達到歸類的目的。這種歸類的辦法,亦成為分類法。由此可見,標准與分類法在實質上是相通的。在文物的分類過程中,確定一種分類標准之後,只能按標准去篩選文物,集合文物,不屬於該標准規定范圍之內的文物,都要清理出來。這是分類過程中必須遵守的規則,不能違反。在根據某一標准對文物歸類時,不允許同時又增加另一標准,不能同時使用兩個標准對文物進行歸類,也不允許交叉使用兩個標准,否則就要出現混亂。在同一類文物中,根據保護、研究、宣傳的需要,也可進行更細的歸類,要根據實際需要,確定合理的分法。在歷史遺物遺跡中,有大批文物不是用同一種物質材料製作的。這也是文物的復雜性之一。用不同材料製作的文物,一般稱為復合體文物,不包括文物史跡(不可移動文物)。復合體文物在分類時重要的一條原則就是約定俗成,它是在文物分類的長期實踐中形成的,有其科學根據,即視器物的主要質地而定,或視復合材料中某種材料對器物功能所起決定作用而定。

❸ 什麼是環氧樹脂復合物

環氧樹脂復合物由環氧樹脂加入硬化劑,填充劑增韌劑和稀釋劑組成。具有以下性能:
(1)有足夠的機械強度;
(2)電氣性能優良;
(3)電氣性能穩定;
(4)與有色金屬有足夠的黏附力;
(5)耐腐蝕性好;
(6)戶外使用時,耐雨,耐光,耐濕熱

❹ 碳纖維樹脂復合材料用途有哪些缺點介紹

雖然我們周圍可以選擇的基礎材料有很多,但是各種材料都有本身難以替代的優勢以及缺點,因此有一些廠家就開始尋求多種材料復合而成的復合材料,比如今天為大家舉例的碳纖維樹脂復合材料,顧名思義就是綜合了碳纖維以及樹脂這兩者優勢的一款材料產品,它經過熱處理和多種多樣的工序和步驟加工而成,是一種力學性能十分出色的新型材料。一方面具有碳材料本身的穩定牢靠特點,另外一方面又具有紡織纖維柔軟可以加工的表現,所以應用在日常生活中的許多領域。

一、碳纖維樹脂復合材料用途

1.航空航天,飛機的外殼和內部裝備都可以用碳纖維來完成,同等強度,輕於合金,省燃料。

2.風力發電,發電機的葉片由碳纖維+玻纖製作,電力環保,未來能源的方向之一。

3.體育市場,高爾夫球桿身、網羽球拍、登山杖、自行車、滑雪板、溜冰鞋、釣竿、潛水氣瓶等等高檔產品都由碳纖維製作。

4.汽車配件,外殼、車架、空氣動力學配件、座椅、內飾甚至輪轂都可以由碳纖維製作,同樣屬於高端市場。

5.建築加固,碳纖維短切絲可以用於混凝土內,加強加固的作用

6.流行市場,由於碳纖維可以製作出高檔感的外觀,在鞋底、袖扣、皮帶扣、高檔煙酒包裝、電子產品外殼等領域也被青睞,但用量少,都為高檔產品。

7.音樂領域,提琴、吉他、笛、等樂器以及音箱由碳纖維製作的效果非常令人驚嘆。

8.其他:頭盔、滑鼠墊、眼鏡架、三腳架、手錶等領域亦有應用。

二、碳纖維復合材料缺點

成本高——盡管CFRP復合材料性能優異,為什麼碳纖維沒有廣泛地應用於產品生產呢?目前,CFRP復合材料生產成本過高。根據當前的市場情況(供給和需求),碳纖維的種類(航天VS商品級),纖維束的大小不同,纖維的價格也判若雲泥。每磅碳纖維原材料的價格,可達5-25倍玻璃纖維價格不等。而相比於鋼材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。

導電性——這既可以作為碳纖維復合材料的優勢,也可能成為實際應用中的一個缺陷。碳纖維導電性極強,而玻璃纖維是絕緣的。許多產品使用玻璃纖維,而不能用碳纖維或金屬替代,是因為其要求具備嚴格的絕緣性。

在公用設施生產中,許多產品都需要使用玻璃纖維。例如,梯子的生產使用玻璃纖維作為梯架,原因在於:當玻璃纖維梯子與電力線接觸時,觸電的可能性會降低許多。而碳纖維梯子導電性極強,後果則不可想像。

今天為大家介紹的碳纖維復合材料是一種新型的復合產品,它不僅僅力學性能優異,而且一方面具有碳材料本身的穩定性,另外一方面有紡織纖維柔軟,可以加工的優點表現。算是新一代的增強纖維。我們在日常生活中的很多地方都可以看見它所扮演著的關鍵角色,因為碳纖維復合材料耐高溫耐摩擦,而且導電導熱和耐腐蝕,經過長久的使用,也不會出現性能方面的損耗,除此之外,還可以發現一款合格的碳纖維復合材料,既可以用來製作某些精密儀器,還可以用在飛機結構或者是電工領域。

❺ 這是什麼文物啊

現代樹脂或者玉石粉做的 不是文物

❻ 合成樹脂膠粘劑的用途是什麼

以合成樹脂為主體,加入固化劑和其他助劑配製而成的膠粘劑。合成樹脂是由小分子物質在一定條件下,經聚合或縮合而成。合成樹脂膠粘劑在耐水、耐熱、耐腐蝕等性能及操作工藝方面都比天然樹脂膠好。合成樹脂膠粘劑是製造木質人造板和集成材不可缺少的原料,其用量占首位。其次是建築和機械製造業,用於室內裝修、密封和機械修補;輕工業中的快速包裝,無線裝訂,皮革及文體用具的粘合。此外,現代醫學、電子器件和文物修復保護中,合成樹脂膠粘劑也起著重要作用。

簡史

合成樹脂膠粘劑是20世紀初的產物。美國貝克蘭(L.H.Baekeland)於1907年發明了酚醛樹脂,並用於模壓製品,自此合成樹脂開始進入膠粘劑領域。第一次世界大戰後,隨著航空工業和化學工業的發展,於30年代又研製成醇酸樹脂、脲醛樹脂、聚醋酸乙烯酯膠粘劑。膠粘劑的發展深刻地為時代的需要和科學技術的發展所影響。為了解決膠粘劑的耐水性和耐久性,40~50年代三聚氰胺甲醛樹脂膠、間苯二酚樹脂膠、環氧樹脂膠相繼問世;60年代中期出現了雜環高分子耐高溫膠粘劑;70年代出現了具有十分優良性能的改性丙烯酸膠粘劑。由於高分子材料及膠接技術的革新和突破,促使合成樹脂膠粘劑的迅速發展,到80年代末,品種已達數千種,產量占膠粘劑總產量的80%以上。

中國合成樹脂膠粘劑起步較晚。50年代中期開始研製酚醛樹脂和脲醛樹脂膠粘劑,主要用於木材加工工業,60年代初開始大規模生產。與此同時浸漬用三聚氰胺甲醛樹脂膠、聚醋酸乙烯乳膠也相繼問世。隨著木材加工工藝的革新和復合材料粘接技術的發展,70~80年代又出現了熱熔膠、異氰酸酯膠及丙烯酸樹脂膠粘劑等,品種已達300餘種。

分類

合成樹脂膠粘劑種類很多。按其用途可分為結構膠和非結構膠。①結構膠:用於膠接受力部位,一般要求接頭所承受的應力和被粘物體本身相當。例如環氧及改性環氧樹脂膠、酚醛及改性酚醛樹脂膠、間苯二酚甲醛樹脂膠及雜環高分子膠等均屬之。②非結構膠:用在非主要受力部位上。非結構膠對力學方面的要求較結構膠低。例如脲醛樹脂膠、聚醋酸乙烯酯膠等均是。

合成樹脂膠粘劑按其樹脂的化學結構和性能,又可分為熱固性合成樹脂膠和熱塑性合成樹脂膠。①熱固性合成樹脂膠:由於在熱和催化劑或熱和壓力的作用下,發生化學反應而變成不熔不溶狀態的樹脂膠,如酚醛樹脂膠、間苯二酚樹脂膠、脲醛樹脂膠、三聚氰胺甲醛樹脂膠、環氧樹脂膠、不飽和聚脂樹脂膠、聚氨酯膠、有機硅樹脂膠等均屬之。②熱塑性合成樹脂膠:可反復受熱軟化(或熔化)和受冷後凝固的樹脂膠。一般是線型高分子化合物。在軟化狀態下能受壓進行模塑加工,在冷卻至軟化點以下能保持模具形狀。例如聚氯乙烯樹脂、聚醋酸乙烯酯及其共聚樹脂、聚乙烯及其共聚樹脂、聚乙烯醇縮醛、聚丙烯酸酯、過氯乙烯樹脂等膠均是。

常用合成樹脂膠

木材工業常用的合成樹脂膠粘劑有以下幾種:

酚醛樹脂膠

酚類(苯酚、甲酚)與醛類(主要是甲醛),在催化劑作用下縮聚而成的產品。隨酚和醛的種類、摩爾比及所用催化劑不同,其反應生成物也不同。有熱塑性和熱固性兩類樹脂。在酸性催化劑條件下(pH<4),苯酚過量時,生成線型的熱塑性酚醛樹脂;在鹼性催化劑條件下,醛過量或等量時,生成熱固性酚醛樹脂。木材工業用的主要是熱固性酚醛樹脂。其製法是取苯酚與甲醛的摩爾比在1∶1.2~2.5,用不同的催化劑,所製成的樹脂性能亦不相同。用氫氧化鈉作催化劑,則生成水溶性樹脂,主要用於人造板膠粘劑;用氨水為催化劑,製得醇溶性樹脂,主要用於浸漬木單板、紙張等製造層積材。酚醛樹脂膠耐沸水、耐老化性能好,膠合強度高,其製品屬於高耐水室外型產品,主要用於製造一類膠合板、航空膠合板、船舶板、車廂板、木材層積塑料和裝飾板等。(見酚醛樹脂膠粘劑)

間苯二酚甲醛樹脂膠

間苯二酚與甲醛在催化劑作用下縮聚而成的產品。其製法是取間苯二酚與甲醛的摩爾比為1∶0.5~0.7,在微酸或鹼性催化劑作用下,經過短時間的迴流,用乙醇稀釋,即可製得紅棕色液體樹脂。使用前需往樹脂中補加甲醛或多聚甲醛和木粉填加劑。在室溫下約需15~50分鍾即可固化。間苯二酚樹脂膠耐沸水、耐老化性能為木材膠粘劑之首。因而常用於膠合各種木質構件,如大型屋架、橋梁及枕木等。該膠主要缺點是成本高。為了降低成本,一般用它與苯酚甲醛共縮聚,製成間苯二酚—苯酚甲醛樹脂膠。常用丁腈橡膠、聚乙烯醇縮醛等改善其膠層的脆性。(見間苯二酚樹脂膠粘劑)

氨基樹脂膠

尿素及三聚氰胺與甲醛反應製得的樹脂膠均屬氨基樹脂膠。一般為水溶性或醇溶性;多為液狀樹脂,特殊需要也可製成粉狀樹脂。脲醛樹脂又稱尿素甲醛樹脂。其製法是將尿素和甲醛縮聚成低分子量的初期產物,根據需要再進行真空脫水,製成不同濃度的液體樹脂。使用時需加入固化劑及其他助劑配製成脲醛膠。脲醛膠具有原料成本低、固化速度快、膠層色澤淺、能防腐防黴菌等特點,故廣泛用於製造膠合板、刨花板、細木工板和中密度纖維板。其產品屬於室內型二類產品。用量約占木材膠粘劑的70~80%。(見脲醛樹脂膠粘劑)

三聚氰胺樹脂膠

又稱三聚氰胺甲醛樹脂膠。反應原理與脲醛樹脂相似。該膠的耐熱水及耐老化性能均比脲醛樹脂好,但成本高。為了降低成本,在製造時,常加入適量的尿素製成三聚氰胺尿素甲醛共縮樹脂膠。三聚氰胺樹脂耐磨、耐熱及耐腐蝕性能均優,主要用於製造裝飾板。(見三聚氰胺樹脂膠粘劑)

聚醋酸乙烯酯膠

醋酸乙烯單體在引發劑的作用下經聚合反應而製成的產品,是熱塑性膠粘劑。聚合方法不同,又分為溶液聚合膠和乳液聚合膠。其中產量最大的是乳液聚合膠。常用於木製品膠合的「白膠」,即聚醋乙烯酯乳膠。該膠為自干型膠粘劑,固化後膠層為無色透明,對製品無污染,無臭無毒,對人體無刺激作用,使用方便,不需加固化劑,室溫即可固化,初期膠合強度高,且膠膜有韌性。但膠層耐水性差,蠕變性大,故常與熱固性樹脂(脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂)混合使用,或加入交聯劑以改進其耐水性和耐熱性。聚醋酸乙烯乳膠,對纖維素材料及多孔材料有優良的膠合強度,廣泛用於木製品、紙張及織物的膠合,也是家庭常用的膠粘劑。(見聚醋酸乙烯酯膠粘劑)

展望

隨著人造板應用領域的擴大,必將從室內傢具及裝修發展到室外建築及結構用材。因此對膠粘劑的耐候、耐久及耐腐蝕性能提出新的要求,如改進脲醛樹脂膠的耐候和耐久性,進一步降低脲醛膠的甲醛釋放量。由於人造板表面加工技術日益發展,所用的配套新膠種如壓敏膠、熱熔膠將得到進一步發展。同時溶劑型膠粘劑因易造成空氣污染和存在易爆、易燃的危險,使其發展受到限制,因而促進了乳液型膠粘劑的發展和應用。

❼ 樹脂是什麼材料

樹脂材質:可以作為塑料製品加工原料的任何高分子化合物都稱為樹脂,分為天然樹脂和合成樹脂。

樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。廣義地講,可以作為塑料製品加工原料的任何高分子化合物都稱為樹脂。

樹脂是一種來自多種植物,是松柏類植物的烴(碳氫化合物)類的分泌物。也就是說樹將空氣和水做成了樹脂,一般是用來保護自己的,如保護自己免受蟲子的傷害,保護自己免受風吹日曬雨淋。

(7)復合樹脂文物擴展閱讀:

樹脂環保燙鑽主要的產品系列有: 樹脂環保燙鑽,樹脂,樹脂燙鑽,樹脂環保燙鑽,仿奧地利切面鑽中東切面鑽,仿奧鑽,異形鑽,光面鑽,水滴,心形,馬眼,桃心鑽,圓形等等各種樹脂燙鑽。

各種可燙樹脂鑽及仿奧地利切面鑽中東切面鑽,採用進口技術生產,種類齊全、品質一流。可生產切面樹脂鑽、光面樹脂和異形樹脂鑽等等各種形狀;產品具有精度高,亮度好,稜角清,不易磨損,不易刮傷,顏色豐富,形狀效果多樣,環保自然等優點。

復合樹脂的使用要點

(1)聚合不全現象:是潛在的致敏原。

避免方法:使用前清潔照射頭、放置時盡量減小照射距離、分層充填(<2mm)、光照時間(20s~40s)、多角度投照、透明設備(透明成型片)等。

(2)聚合收縮:收縮朝向光源方向。

減小方法:粘結劑和初層樹脂用低強度光固化、初始層樹脂不宜過厚,可用流動樹脂做襯層,形成彈性洞壁;分層斜形充填技術,減小C因素(粘結面積和非粘結面積的比值)。

按樹脂合成反應分類

1 按此方法可將樹脂分為加聚物和縮聚物。

2 加聚物是指由加成聚合反應製得的聚合物,其鏈節結構的化學式與單體的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。

3 縮聚物是指由縮合聚合反應製得的聚合物,其結構單元的化學式與單體的分子式不同,如酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等。

按樹脂分子主鏈組成分類

1 按此方法可將樹脂分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物。

2 碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。

3 雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構成的聚合物,如聚甲醛、聚醯胺、聚碸、聚醚等。

4 元素有機聚合物是指主鏈上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構成,如有機硅。

❽ 岩石文物是怎樣防止風化的

三 石質文物的保護方法

石質文物的保護主要包括:清洗、加固、防護三個環節。

1.清洗

石質文物的清洗對象是石質表面的一切有害物質,包括微生物、雜草、可溶鹽、難溶性硬殼、灰塵煙垢等。

清洗方法按清洗劑和處理技術的特點可分為兩類:水清洗法;化學清洗法;

1.1 水清洗法

這種清洗方法對清除石質文物中的可溶鹽很有效。其處理效果的好壞取決於操作方法。

(1) 水浸泡法 適用於小型石質文物,其方法是把石質文物浸泡在去離子水中,但如石質品的狀況不是很好,完全浸泡出言除鹽就比較危險,因為快速的水合作用可快速溶鹽會導致石質品出現塊狀脫落。

(2) 水蒸氣清洗法 這種方法可用於已損壞的多孔石質品表面、文物雕刻品、古建築表面。工業上實現壓力是(5—10)×10 5 Pa,這種方法效果很好。

(3) 霧化水淋洗法 水通過很窄的噴嘴噴出,形成霧化的水。霧化水在空中慢慢地落在石質文物的表面。這種淋洗作用很輕柔,不會產生任何沖擊作用。而且清洗也比較塊,因為霧化水覆蓋地面積大。

(4) 吸附脫鹽法 方法能延長水與石質表面接觸的時間,同時降低水的滲透深度。其方法是用一些纖維材料作吸附劑,如紙漿、紙巾、脫脂棉、木漿、海泡石和活性白土等粘土礦物。先用去離子水潤濕吸附材料,將紙漿等敷於要清洗部位,為了防止水的快速蒸發可用塑料薄膜將吸附材料覆蓋起來。經過一定的時間揭開薄膜,隨著吸附材料內水分的蒸發,所吸附的結晶鹽析出。多次重復操作,通過測吸附材料的電導率恆定時,就說明清洗到位了。用其他化學溶劑濕潤吸附材料可以幫助我們清除掉石質文物表面地非水溶性物質。如有機溶劑,表面活性劑等。吸附脫鹽法很實用,效果也很好。

1.2 化學 清洗法

( 1 ) 強酸強鹼清洗法 此法在工業上常用,但在石質文物上不宜用。

( 2 ) 離子交換樹脂清洗法 用離子交換樹脂可以得到去離子水外,用離子交換樹脂製成糊狀可以用於清除石質文物表面的污染物。根據離子交換樹脂活性基團的化學性質,他們可呈現酸性或鹼性。可溶解碳酸鹽,硅酸鹽、硅石等。在實際處理過程中,其溶解作用相當緩慢,並且只在濕潤的離子交換樹脂與石質表面接觸的部分才發生溶解,而只要刮掉糊狀物,溶解反應馬上停止,沒有任何滲透的危險。所以比較好控制。

在文物保護中用的離子交換樹脂必須純(分析純),而且顆粒要細(100—200目),這種方法的費用很高,適宜清洗價值比較高的石質文物。

( 3 ) 膠粘性糊狀物清洗法 這種糊狀物可在弱減溶液中加膠粘性處變劑配製而成。可以在垂直面上和天花板上使用而不會掉下來。另外這種糊狀物處理的時間也較長,可抑制其溶液向石質內的滲透。在貼敷期間也可以用塑料薄膜保濕。

羅馬修復中心Mora夫婦研製一種常用的糊狀物「AB57」,其配方如下:

水 1000ml ,碳酸氫氨 30 g ,碳酸氫鈉 50g ,乙二氨四乙酸鈉 25g ,Desogen(季銨鹼)10 ml ,羥甲基纖維素 50 g。

其溶液的 PH值約為7.5。兩種碳酸氫鹽起清除作用,能溶解象石膏這樣的鹽類。Desogen是一種表面活化劑和清毒劑。 EDTA能溶解含鈣污物,象石膏、方解石、白雲石等。羥甲基纖維素是一種觸變劑,也起膠粘作用。

AB57的膠粘性糊狀物的清洗作用比較緩慢,但清除含石膏較多的黑色硬殼非常有效。

( 4 ) 用於特殊情況下的化學清洗劑 可用於清除銅污染物的水溶液有10%氨基磺酸溶液,2% —10%的碳酸銨溶液,這種溶液也可製成糊狀物使用。

用下列溶液製成糊狀物可清除鐵質污物:用水調制草酸鉀成糊狀;飽和磷酸氫二銨。10% 的EDTA鈉鹽水溶液。

清除石質文物表面的植物生物可以用機械方法和防酶劑殺菌劑相結合的方法。

2 . 加固

加固保護的目的 是提高風化文物強度。其基本原理是通過加固劑滲透到石質文物中替代由於風化引起損失的天然膠結物。加固主要針對的是已經風化的、有解體危險、砂化的多孔文物。

對加固材料的要求:(1)能形成一種新的、抗風化的礦物質岩石膠結物;(2)不形成任何破壞岩石的含鹽副產物;(3)對岩石的一些主要特性,如水蒸氣透氣性等不良影響。(4)在岩石中有良好的滲透力,至少應能滲透到未風化部位,而且加固後的力學剖面應應平穩,在表面附近產生力學強度過大現象。(5)不會引起岩石表面顏色的變化。

加固方法:實際操作中,常採用:熔化—凝固;傳遞的溶劑揮發;加固劑間的化學反應—加固劑與礦物的化學反應。

加固材料分為有機材料和無機材料,它們的區別是:無機材料的加固是通過石質中某些成分與CO 2 的反應或水合作用形成新物質而實現的。形成的新物質與礦物的連接比較脆弱,其粘接的裂縫寬度不可能大於10—50UM。用無機加固劑不能實現裂開兩部分的粘接。無淆機材料與有機材料相比較,耐老化,但比較脆,彈性差。通過化學反應來實現加固,很難獲得好的滲透效果,這是因為一旦化學反應開始,反應物會阻塞岩石表面的空隙,從而抑制了加固劑的進步滲透。

與無機加固劑相比,有機加固劑更易於受環境而老化,主要是氧、臭氧、水、紫外及紅外輻射使有機材料產生或物理變化。但是如果加固材料在石質品內的空隙中,以上因素的影響就會受到限制。有機材料的另外一個缺點就是熱膨脹系數高於岩石,但其具有比較好的粘接性,柔韌性,所以就具有良好的抗應力的特性,另一方面,有機加固劑很難象無機加固劑易於滲透,這主要是由於有機加固劑的分子長鏈和極好的粘性所致。為了解決這一問題,有人在使用或實驗用預聚合物和單體可,特別是使用硅氧烷類材料和丙烯酸單體。

常用加固劑的主要類型

無機類:

(1)石灰水 其加固作用是通過氫氧化鈣與二氧化碳的反應來實現的,化學反應所形成的碳酸鈣留在岩石的空隙中。反應:Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 +H 2 O

( 2) 氫氧化鋇 其原理與石灰水相似 反應:Ba(OH) 2 +CO 2 =BaCO 3 +H 2 O

有機類:

(1)環氧樹脂類 由於環氧樹脂在固化是無副產品、不產生氣泡、體積收縮小不變形、而且能滲入多孔材料的內部形成網狀結構,且有良好的耐久性,粘性及機械性能,倍受人們青睞,尤其是一些新型的改性環氧樹脂材料。

環氧樹脂是典型的體內聚合的方式。環氧樹脂分子末端含有兩個以上的環氧基團,加入固化劑,依靠環氧開環聚合或加成聚合,達到高分子量化後形成具有一定揉性、粘性及抗化學腐蝕的長鏈網狀結構。用於文物保護上的環氧是分子末端含有兩個以上環氧基團的雙酚A組分(雙酚A二甘油醚),常用的固化劑是胺類,胺的特性決定了固化速度,而固化時間又影響滲透深度,為了增強效果也常常加入活性稀釋劑和增韌劑等。

環氧樹脂加固的成功與否與樹脂的合理選擇和滲透方式、岩石的空隙度有關,真空低壓滲透可獲得較好的滲透深度,本身多空的岩石風化後使環氧樹脂加固的最佳對象,成功的處理要求岩石的空隙度為砂岩14%,灰岩28%。

盡管環氧樹脂加固作用明顯,但也有缺點,如滲透性稍差,不透氣。受UV光照射顏色變黃等。

(2)丙烯酸樹脂類

丙烯酸也是廣泛應用於多孔文物加固保護的樹脂材料。聚甲基丙烯酸甲酯稱為有機玻璃,能防止文物的風化及戶外紫外光照射,但是用有機玻璃處理過的岩石阻止了濕氣的活動。Paraloid B72是人們研究最多的一種丙烯酸樹脂,它是一種白色玻璃狀結構,能溶於多種有機溶劑。是溶劑揮發後成膜而起到加固作用的典型代表,通常以丙酮或二甲苯是2%—10%的濃度使用。B72最大的缺點是形成的膜非常脆,既不抵抗鹼性的侵蝕,又不抵抗UV光的照射,又的顏色也會變深。現在正在對丙烯酸進行改性,如環氧丙烯酸、含硅丙烯酸等。

(3)有機硅類

有機硅類加固劑主要有硅酸乙酯、烷基硅酸鹽、硅烷、硅氧烷、硅酸鹽等。如德國的Remmers 系列產品,美國的三甲基四乙氧基硅烷。在中國比較常用的 Remmers 300(硅酸乙酯) ,武漢大學生產的有機硅系列產品 如WD—10 表面封護劑。

有機硅類材料的特點:有機硅材料作為硅酸鹽化學於有機化學的紐帶,有機聚合物的結構特性使其兼備有機材料與有機聚合物功能與一身。它不僅具有卓越的耐高低溫性能、電絕緣性、化學穩定性和耐老化功能。在文物保護上應用的有機硅材料具有粘度小、滲透性好,固化後石質不變色、不反光、無油污感,並賦予風化石質一定的強度,憎水性優良,透氣性好等特點。
3石窟摩崖的保護(保護工程)

(1)岩體穩定性的評估 石窟摩崖類文物的保護往往涉及到保護工程的問題。首先要對石窟摩崖所依附的岩體進行岩體的穩定性評估。這包近景攝影測量、水文地質工程測繪、地球物理勘探、物理力學性質實驗、材質結構組成和化學成分分析、環境檢測等。

(2)加固處理

加固方法:

1)用護壁、擋牆、大型砌體阻止岩體裂隙的發展,抵禦岩體開裂,防止懸岩坍塌。

2)噴錨加固

3)裂隙灌漿、錨固與化學試劑表面滲透加固、封護綜合法。

(3)防水

除了地震、火山還有人為的毀滅性破壞之外,水是對石質文物最普遍最嚴重的破壞因素。因此對石質文物的防水處理非常重要。

1)對小件石質文物和大型石質文物(石窟寺、摩崖、大型石刻等)的局部採用表面塗刷封護劑形成保護膜來阻止水的入侵。現在常用的是長鏈有機硅類封護劑。如武漢大學生產的WD—10(十二烷基三甲氧基硅烷)就是很好的很常用的封護劑。它的一端是烷氧基作偶連基團與石體和鄰近的烷氧基團緊緊粘結,另一端長鏈烷基則成膜起憎水作用。WD—10所成的膜緻密,厚實,但是透氣,耐腐蝕,封護效果很好。

2)工程防水

A降水的防治

a 落水洞及大縫隙堵漏。根據山頂落水洞及縫隙特徵、岩體的力學性質、材料價格及施工工藝等因素,可採用填塞亞粘土或黃土後,一道壓一道地鋪設聚乙烯塑料薄膜設置防滲層,考慮到岩體裂隙比較發育,也可採用水泥沙漿進行灌注,這樣既可以防止水分滲入,又可加固岩體。例如在對甘肅省榆林窟東崖裂隙進行加固時,首先將裂隙兩側的風化崖面應用PS材料滲透加固;其次用水泥沙漿對裂隙封閉,並插入注漿管。先注入適量的PS漿液,對裂隙兩壁進行加固,最後注入改性了的PS-F漿液。一周後觀察發現PS漿液在裂隙兩壁滲透15cm,PS-F與裂隙兩壁粘合緊密。

b開挖深井 為了能使岩體中水分排出,可在山頂距崖面較遠處開挖深井,地點選擇在各種裂隙交匯處,以使岩體內水分經裂隙排入井內,這樣可以減少水分向崖面崖面的移動。也可挖一條與崖面立壁走向平行的排水隧洞。例如大足北山石刻北佛灣頂部的凹地內坡積層與崖體風化層形成潛水層,石刻陡壁切割這些含水裂隙,便有水滲損害石刻。為了排水,在距陡壁前緣8m處開挖了一條與陡壁平行的高4m、跨度2m、截面為梯形的隧洞。經觀察排水隧洞已將大部分滲水排走。

c開挖導水明渠 在山頂依地勢開挖一條縱橫交錯的導水渠,再在立壁兩側開挖兩條主導水渠,並使山頂明渠與這兩條主導水渠貫通,這樣雨水可迅速從山頂排下,盡量減少雨水在山頂的停滯時間,從而減少了進入岩體的水量。

d 裂隙灌漿 經過上述處理,一些大的裂隙已用粘土或水泥沙漿堵住,但泥漿不能灌入0.25mm以下的裂隙。即便已被水泥灌入的寬度在0.25mm以上的裂隙,由於傳剪力很差,仍不能保證岩石岩體形成整體。灌漿可防止這些微裂隙成為水分移動的通道,必須使用適當材料進行灌漿。目前使用的灌漿材料較多,應根據岩體力學特性、當地的氣候環境特徵等因素選擇決定。例如地處西北乾旱地區的礫砂岩石窟,岩體防水加固灌漿材料可使用無機類的PS材料,效果比較理想。對於南方高溫潮濕環境的石灰岩石刻、岩畫等,可使用有機硅類的呋喃改性環氧樹脂為主劑的材料等。

B 地下滲水的防治

地下水主要通過毛細管的作用上升進入岩體或建築物牆體內,治水應該採取堵與導結合的綜合方案。堵是指切斷毛細管的通路,解決的方法是設立在立壁或牆基底部設置隔潮層,或者在其旁邊做防潮層以割斷與它相接觸的其他其牆壁。但要徹底解決毛細滲水問題,最根本的方法是應當設法使岩體底部或建築物的本身與水分的來源完全割斷。導是指埋設暗管、開挖暗溝疏通導流滲水,再與割斷滲水的方法結合以達到治水目的。當毛細滲水較普遍,且水量劑較大時,可在下部或後部開鑿截水廊道,集中排水,他的作用是降低地下水位、切斷流向岩體內的地下水源。

做割斷層的方法是在立壁或牆體的適當位置上沿水平方向,在一定的間距上鑽孔,在每一孔洞底部置入特製鉛片,再把各個孔洞連貫起來,即為防潮層,可切斷下面由毛細管作用而上升的水的通路。

對於墓室的防水,可設置截水牆,即用鋼筋混凝土構築成的地下牆,主要功能是擋水。例如南越王墓防滲水工程,沿墓室四周修築一道底寬40cm 、頂寬20cm的鋼筋混凝土防水牆,牆底部壁墓室地面低50cm。也可採用鑽孔化學注漿法或旋噴注漿法,即在墓室周圍打一定密度的鑽孔,鑽孔內用高壓灌注環氧樹脂類或丙烯酸類漿液,使它滲入地層內所有的空隙、微裂隙、形成一個封閉隔水區,阻擋水的入滲。

C 地表水的防治

對於地表水為防止水的入浸,應採取主、干、支溝組成的統一排水系統使水能夠盡快排掉,並以暗溝為主。

總之,石質文物的防水應採取「塗」、「堵」、「導」、「排」綜合的治理方案,因地制宜,做好防水工作。

通過對石質文物保護現狀的全面了解,我們提出以下幾點設想:

一 在有機文物保護材料中加入二氧化鈦鈉米材料。有機材料不耐老化,特別是空氣中的紫外光,鈉米二氧化鈦是最優良的紫外光吸收劑,因此加入很有必要。

二 亟待生產一種石灰岩類文物的加固和封護材料。有機硅在硅質膠結的砂岩和泥岩保護中很成功,但是用於石灰岩加固和封護時出現了保護材料與石質本體粘接不牢固的缺點。鈉米碳酸鈣的復合材料已表現出許多優點,如彈性好,填充性好,經濟等,從材質相同的角度來考慮能否生產出鈉米碳酸鈣的復合材料用於石灰岩的處理,克服有機硅處理石灰岩的不足。

三 充分利用混合材料。單一的復合材料處理文物由於性能單一不能適應環境條件 的改變。現在在選擇保護材料時幾乎都是根據當時的環境條件來選擇某一方面性能突出的保護材料。在當時看來保護效果不錯,但是當環境條件一旦改變便馬上表現出不適應的缺點,如原來需要強度的現在成了需要韌性,原來在乾燥條件下性能很好的,而現在在潮濕的環境中卻表現很差等。混合材料集多種材料的優點於一身,不但在當時性能優良,即就是環境條件發生改變也能表現出一定的適應和緩沖能力。

在此,我們對一種新型的文物保護混合材料 ASO-B的加固和憎水性能進行了測試。

❾ 補牙的樹脂優缺點

一、優點

1、美抄觀,非常接近牙齒的天然顏色,主要用於前牙修復,特別適合愛美人士。

2、耐用,復合樹脂補牙,與釉質有較強的粘合力,比較牢固, 不易脫落。

3、適用廣,可以用於墊底、窩溝封閉、瓜子牙、牙縫等各種情況的充填和修復。

二、缺點

1、復合樹脂材料補牙程序比較復雜。

2、不及銀汞耐用,容易磨損,而且如果後期不注意護理會導致牙齒變色的情況。

3、復合樹脂補牙後,容易出現食物塞牙的情況。

(9)復合樹脂文物擴展閱讀:

補牙前注意事項

1、補牙修復宜及時,及早的補牙修復,可有效終止齲病的進一步發展,且早期的補牙修復,其療程短、費用低、效果好。

2、補牙應選擇正規、專業的牙科機構進行,正規、專業的牙科機構擁有前沿的設備、醫師經驗豐富,同時嚴格遵照牙科設備一個一個消毒,可保證補牙的確切療效。

3、牙科醫師會對患者口腔進行全面的檢查,如口腔內有炎症等相關病變需要進行規范的治療;同時牙科醫師會根據患者齲齒的數量、部位及齲病的病變程度制定最佳的補牙修復方案。

4、補牙材料的選用,應綜合患者齲齒的具體情況等綜合因素而定。

❿ 樹脂基復合材料知識

纖維增強樹脂基復合材料常用的樹脂為環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。目前常用的有:熱固性樹脂、熱塑性樹脂,以及各種各樣改性或共混基體。熱塑性樹脂可以溶解在溶劑中,也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體,冷卻後又變硬。熱固性樹脂只能一次加熱和成型,在加工過程中發生固化,形成不熔和不溶解的網狀交聯型高分子化合物,因此不能再生。復合材料的樹脂基體,以熱固性樹脂為主。早在40年代,在戰斗機、轟炸機上就開始採用玻璃纖維增強塑料作雷達罩。60年代美國在F—4、F—111等軍用飛機上採用了硼纖維增強環氧樹脂作方向舵、水平安定面、機翼後緣、舵門等。在導彈製造方面,50年代後期美國中程潛地導彈「北極星A—2」第二級固體火箭發動機殼體上就採用了玻璃纖維增強環氧樹脂的纏繞製件,較鋼質殼體輕27%;後來採用高性能的玻璃纖維代替普通玻璃纖維造「北極星A—3」,使殼體重量較鋼制殼體輕50%,從而使「北極星A—3」導彈的射程由2700千米增加到4500千米。70年代後採用芳香聚醯胺纖維代替玻璃纖維增強環氧樹脂,強度又大幅度提高,而重量減輕。碳纖維增強環氧樹脂復合材料在飛機、導彈、衛星等結構上得到越來越廣泛的應用。

在化學工業上的應用
編輯
環氧乙烯基酯樹脂在氯鹼工業中,有著良好的應用。
氯鹼工業是玻璃鋼作耐腐材料最早應用領域之一,目玻璃鋼已成為氯鹼工業的主要材料。玻璃鋼已用於各種管道系統、氣體鼓風機、熱交換器外殼、鹽水箱以至於泵、池、地坪、牆板、格柵、把手、欄桿等建築結構上。同時,玻璃鋼也開始進入化工行業的各個領域。在造紙工業中的應用也在發展,造紙工業以木材為原料,造紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等,對金屬有極強的腐蝕作用,唯有玻璃鋼材料能抵抗這類惡劣環境,玻璃鋼材料已、在一些國家的紙漿生產中顯現其優異的耐蝕性。
在金屬表面處理工業中的應用,則成為環氧乙烯基酯樹脂重要應用,金屬表面處理廠所使用的酸,大多為鹽酸、基本上用玻璃鋼是沒有問題的。環氧樹脂作為纖維增強復合材料進入化工防腐領域,是以環氧乙烯基酯樹脂形態出現的。它是雙酚A環氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環加成化學反應而製成,每噸需用環氧樹脂比例達50%,這類樹脂既保留了環氧樹脂基本性能,又有不飽和聚酯樹脂良好的工藝性能,所以大量運用在化工防腐領域。
其在化工領域的防腐主要包括:化工管道、貯罐內襯層;電解槽;地坪;電除霧器及廢氣脫硫裝置;海上平台井架;防腐模塑格柵;閥門、三通連接件等。為了提高環氧乙烯基酯樹脂優越的耐熱性、防腐蝕性和結構強度,樹脂還不斷進行改性,如酚醛、溴化、增韌等環氧乙烯基酯樹脂等品種,大量運用於大直徑風葉、磁懸浮軌道增強網、賽車頭盔、光纜纖維牽引桿等。
樹脂基復合材料作為一種復合材料,是由兩個或兩個以上的獨立物理相,包含基體材料(樹脂)和增強材料所組成的一種固體產物。樹脂基復合材料具有如下的特點:
(1)各向異性(短切纖維復合材料等顯各向同性);
(2)不均質(或結構組織質地的不連續性);
(3)呈粘彈性行為;
(4)纖維(或樹脂)體積含量不同,材料的物理性能差異;
(5)影響質量因素多,材料性能多呈分散性。
樹脂基復合材料的整體性能並不是其組分材料性能的簡單疊加或者平均,這其中涉及到一個復合效應問題。復合效應實質上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互補充的結果。它表現為樹脂基復合材料的性能在其組分材料基礎上的線性和非線性的綜合。復合效應有正有負,性能的提高總是人們所期望的,但有進材料在復合之後某些方面的性能出現抵消甚至降低的現象是不可避免的。
復合效應的表現形式多樣,大致上可分為兩種類型:混合效應和協同效應。
混合效應也稱作平均效應,是組分材料性能取長補短共同作用的結果,它是組分材料性能比較穩定的總體反映,對局部的擾動反應並敏感。協同效應與混合效應相比,則是普遍存在的且形式多樣,反映的是組分材料的各種原位特性。所謂原位特性意味著各相組分材料在復合材料中表現出來的性能並不只是其單獨存在時的性能,單獨存在時的性能不能表徵其復合後材料的性能。
樹脂基復合材料的力學性能
力學性能是材料最重要的性能。樹脂基復合材料具有比強度高、比模量大、抗疲勞性能好等優點,用於承力結構的樹脂基復合材料利用的是它的這種優良的力學性能,而利用各種物理、化學和生物功能的功能復合材料,在製造和使用過程中,也必須考慮其力學性能,以保證產品的質量和使用壽命。
1、樹脂基復合材料的剛度
樹脂基復合材料的剛度特性由組分材料的性質、增強材料的取向和所佔的體積分數決定。樹脂基復合材料的力學研究表明,對於宏觀均勻的樹脂基復合材料,彈性特性復合是一種混合效應,表現為各種形式的混合律,它是組分材料剛性在某種意義上的平均,界面缺陷對它作用不是明顯。
由於製造工藝、隨機因素的影響,在實際復合材料中不可避免地存在各種不均勻性和不連續性,殘余應力、空隙、裂紋、界面結合不完善等都會影響到材料的彈性性能。此外,纖維(粒子)的外形、規整性、分布均勻性也會影響材料的彈性性能。但總體而言,樹脂基復合材料的剛度是相材料穩定的宏觀反映。
對於樹脂基復合材料的層合結構,基於單層的不同材質和性能及鋪層的方向可出現耦合變形,使得剛度分析變得復雜。另一方面,也可以通過對單層的彈性常數(包括彈性模量和泊松比)進行設計,進而選擇鋪層方向、層數及順序對層合結構的剛度進行設計,以適應不同場合的應用要求。
2、樹脂基復合材料的強度
材料的強度首先和破壞聯系在一起。樹脂基復合材料的破壞是一個動態的過程,且破壞模式復雜。各組分性能對破壞的作用機理、各種缺陷對強度的影響,均有街於具體深入研究。
樹脂基復合材強度的復合是一種協同效應,從組分材料的性能和樹脂基復合材料本身的細觀結構導出其強度性質。對於最簡單的情形,即單向樹脂基復合材料的強度和破壞的細觀力學研究,還不夠成熟。
單向樹脂基復合材料的軸向拉、壓強度不等,軸向壓縮問題比拉伸問題復雜。其破壞機理也與拉伸不同,它伴隨有纖維在基體中的局部屈曲。實驗得知:單向樹脂基復合材料在軸向壓縮下,碳纖維是剪切破壞的;凱芙拉(Kevlar)纖維的破壞模式是扭結;玻璃纖維一般是彎曲破壞。
單向樹脂基復合材料的橫向拉伸強度和壓縮強度也不同。實驗表明,橫向壓縮強度是橫向拉伸強度的4~7倍。橫向拉伸的破壞模式是基體和界面破壞,也可能伴隨有纖維橫向拉裂;橫向壓縮的破壞是因基體破壞所致,大體沿45°斜面剪壞,有時伴隨界面破壞和纖維壓碎。單向樹脂基復合材料的面內剪切破壞是由基體和界面剪切所致,這些強度數值的估算都需依靠實驗。
雜亂短纖維增強樹脂基復合材料盡管不具備單向樹脂基復合材料軸向上的高強度,但在橫向拉、壓性能方面要比單向樹脂基復合材料好得多,在破壞機理方面具有自己的特點:編織纖維增強樹脂基復合材料在力學處理上可近似看作兩層的層合材料,但在疲勞、損傷、破壞的微觀機理上要更加復雜。
樹脂基復合材料強度性質的協同效應還表現在層合材料的層合效應及混雜復合材料的混雜效應上。在層合結構中,單層表現出來的潛在強度與單獨受力的強度不同,如0/90/0層合拉伸所得90°層的橫向強度是其單層單獨實驗所得橫向拉伸強度的2~3倍;面內剪切強度也是如此,這一現象稱為層合效應。
樹脂基復合材料強度問題的復雜性來自可能的各向異性和不規則的分布,諸如通常的環境效應,也來自上面提及的不同的破壞模式,而且同一材料在不同的條件和不同的環境下,斷裂有可能按不同的方式進行。這些包括基體和纖維(粒子)的結構的變化,例如由於局部的薄弱點、空穴、應力集中引起的效應。除此之外,界面粘結的性質和強弱、堆積的密集性、纖維的搭接、纖維末端的應力集中、裂縫增長的干擾以及塑性與彈性響應的差別等都有一定的影響。
樹脂基復合材料的物理性能
樹脂基復合材料的物理性能主要有熱學性質、電學性質、磁學性質、光學性質、摩擦性質等(見表)。對於一般的主要利用力學性質的非功能復合材料,要考慮在特定的使用條件下材料對環境的各種物理因素的響應,以及這種響應對復合材料的力學性能和綜合使用性能的影響;而對於功能性復合材料,所注重的則是通過多種材料的復合而滿足某些物理性能的要求。
樹脂基復合材料的物理性能由組分材料的性能及其復合效應所決定。要改善樹脂基復合材料的物理性能或對某些功能進行設計時,往往更傾向於應用一種或多種填料。相對而言,可作為填料的物質種類很多,可用來調節樹脂基復合材料的各種物理性能。值得注意的是,為了某種理由而在復合體系中引入某一物質時,可能會對其它的性質產生劣化作用,需要針對實際情況對引入物質的性質、含量及其與基體的相互作用進行綜合考慮。
樹脂基復合材料的化學性能
大多數的樹脂基復合材料處在大氣環境中、浸在水或海水中或埋在地下使用,有的作為各種溶劑的貯槽,在空氣、水及化學介質、光線、射線及微生物的作用下,其化學組成和結構及各種性能會發生各種變化。在許多情況下,溫度、應力狀態對這些化學反應有著重要的影響。特別是航空航天飛行器及其發動機構件在更為惡劣的環境下工作,要經受高溫的作用和高熱氣流的沖刷,其化學穩定性是至關重要的。
作為樹脂基復合材料的基體的聚合物,其化學分解可以按不同的方式進行,它既可通過與腐蝕性化學物質的作用而發生,又可間接通過產生應力作用而進行,這包括熱降解、輻射降解、力學降解和生物降解。聚合物基體本身是有機物質,可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應力腐蝕。所謂的應力腐蝕,是摜材料與某些有機溶劑作用在承受應力時產生過早的破壞,這樣的應力可能是在使用過程中施加上去的,也可能是鑒於製造技術的某些局限性帶來的。根據基體種類的不同,材料對各種化學物質的敏感程度不同,常見的玻璃纖維增強塑料耐強酸、鹽、酯,但不耐鹼。一般情況下,人們更注重的是水對材料性能的影響。水一般可導致樹脂基復合材料的介電強度下降,水的作用使得材料的化學鍵斷裂時產生光散射和不透明性,對力學性能也有重要影響。不上膠的或僅只熱處理過的玻璃纖維與環氧樹脂或聚酯樹脂組成的復合材料,其拉伸強度、剪切強度和彎曲強度都很明顯地受沸水影響,使用偶聯劑可明顯地降低這種損失。水及各種化學物質的影響與溫度、接觸時間有關,也與應力的大小、基體的性質及增強材料的幾何組織、性質和預處理有關,此外還與復合材料的表面的狀態有關,纖維末端暴露的材料更易受到損害。
聚合物的熱降解有多種模式和途徑,其中可能幾種模式同時進行。如可通過"拉鏈"式的解聚機理導致完全的聚合物鏈的斷裂,同時產生揮發性的低分子物質。其它的方式包括聚合物鏈的不規則斷裂產生較高分子量的產物或支鏈脫落,還有可能形成環狀的分子鏈結構。填料的存在對聚合物的降解有影響,某些金屬填料可通過催化作用加速降解,特別是在有氧存在的地方。樹脂基復合材料的著火與降解產生的揮發性物質有關,通常加入阻燃劑減少著火的危險。某些聚合物在高溫條件下可產生一層耐熱焦炭,這些聚合物與尼龍、聚酯纖維等復合後,因這些增強物本身的分解導致揮發性物質產生可帶走熱量而冷卻燒焦的聚合物,進一步提高耐熱性,同時賦予復合材料以優良的力學性能,如良好的坑震性。
許多聚合物因受紫外線輻射或其它高能輻射的作用而受到破壞,其機理是當光和射線的能量大於原子間的共價鍵能時,分子鏈發生斷裂。鉛填充的聚合物可用來防止高能輻射。紫外線輻射則一般受到更多的關注,經常使用的添加劑包括炭黑、氧化鋅和二氧化鈦,它們的作用是吸收或者反射紫外線輻射,有些無面填料可以和可見光一樣傳輸紫外線,產生熒光。
力學降解是另一種降解機理,當應力的增加頻率超過一個鍵通過平移所產生的響應能力時,就發生鍵的斷裂,由此形成的自由基還可能對下一階段的降解模式產生影響。硬質和脆性聚合物基體應變小,可進行有或者沒有鏈斷裂的脆性斷裂,而較軟但粘性高的聚合物基體大多是力學降解的。
樹脂基復合材料的工藝特點
樹脂基復合材料的成型工藝靈活,其結構和性能具有很強的可設計性。樹脂基復合材料可用模具一次成型法來製造各種構件,從而減少了零部件的數量及接頭等緊固件,並可節省原材料和工時;更為突出的是樹脂基復合材料可以通過纖維種類和不同排布的設計,把潛在的性能集中到必要的方向上,使增強材料更為有效地發揮作用。通過調節復合材料各組分的成分、結構及排列方式,既可使構件在不同方向承受不同的作用力,還可以製成兼有剛性、韌性和塑性等矛盾性能的樹脂基復合材料和多功能製品,這些是傳統材料所不具備的優點。樹脂基復合材料在工藝方面也存在缺點,比如,相對而言,大部分樹脂基復合材料製造工序較多,生產能力較低,有些工藝(如製造大中型製品的手糊工藝和噴射工藝)還存在勞動強度大、產品性能不穩定等缺點。
樹脂基復合材料的工藝直接關繫到材料的質量,是復合效應、"復合思想"能否體現出來的關鍵。原材料質量的控制、增強物質的表面處理和鋪設的均勻性、成型的溫度和壓力、後處理及模具設計的合理性都影響最終產品的性能。在成型過程中,存在著一系列物理、化學和力學的問題,需要綜合考慮。固化時在基體內部和界面上都可能產生空隙、裂紋、缺膠區和富膠區;熱應力可使基體產生或多或少的微裂紋,在許多工藝環節中也都可造成纖維和纖維束的彎曲、扭曲和折斷;有些體系若工藝條件選擇不當可使基體與增強材料之間發生不良的化學反應;在固化後的加工過程中,還可進一步引起新的纖維斷裂、界面脫粘和基體開裂等損傷。如何防止和減少缺陷和損傷,保證纖維、基體和界面發揮正常的功能是一個非常重要的問題。
樹脂基復合材料的成型有許多不同工藝方法,連續纖維增強樹脂基復合材料的材料成型一般與製品的成型同時完成,再輔以少量的切削加工和連接即成成品;隨機分布短纖維和顆粒增強塑料可先製成各種形式的預混料,然後進行擠壓、模塑成型。
組合復合效應
復合體系具有兩種或兩種以上的優越性能,稱為組合復合效應貧下中農站這樣的情況很多,許多的力學性能優異的樹脂基復合材料同時具有其它的功能性,下面列舉幾個典型的例子。
1、光學性能與力學性能的組合復合
纖維增強塑料,如玻璃纖維增強聚酯復合材料,同時具有充分的透光性和足夠的比強度,對於需要透光的建築結構製品是很有用的。
2、電性能與力學性能的組合復合
玻璃纖維增強樹脂基復合材料具有良好的力學性能,同時又是一種優良的電絕緣材料,用於製造各種儀表、電機與電器的絕緣零件,在高頻作用下仍能保持良好的介電性能,又具有電磁波穿透性,適製作雷達天線罩。聚合物基體中引入炭黑、石墨、酞花菁絡合物或金屬粉等導電填料製成的復合材料具有導電性能,同時具有高分子材料的力學性能和其它特性。
3、熱性能與力學性能的組合復合
①耐熱性能
樹脂基復合材料在某些場合的使用除力學性能外,往往需要同時具有好的耐熱性能。
②耐燒蝕性能
航空航天飛行器的工作處於嚴酷的環境中,必須有防護材料進行保護;耐燒蝕材料靠材料本身的燒蝕帶走熱量而起到防護作用。玻璃纖維、石英纖維及碳纖維增強的酚醛樹脂是成功的燒蝕材料。酚醛樹脂遇到高溫立即碳化形成耐熱性高的碳原子骨架;玻璃纖維還可部分氣化,在表面殘留下幾乎是純的二氧化硅,它具有相當高的粘結性能。兩方面的作用,使酚醛玻璃鋼具有極高的耐燒蝕性能。

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