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溶劑回收熱固樹脂復合材料

發布時間:2023-01-19 03:57:19

『壹』 如何解決熱固性樹脂復合材料固化變形

這其中的變形主要是熱變形,只有降低熱固性樹脂的固化溫度才能夠解決掉變形問題,可以選擇常溫固化樹脂或者是雙組份固化樹脂。

『貳』 塑料回收利用的目錄

第一章緒論
一、塑料與環境
二、廢舊塑料的再生利用
三、廢舊塑料再利用展望
思考題第二章廢舊塑料的回收
第一節廢舊塑料的來源
一、樹脂合成過程中產生的廢料
二、塑料製品成型加工產生的廢料
三、塑料製品應用產生的廢料
第二節廢舊塑料的種類及性能
一、熱塑性塑料(含共聚物、共混物)
二、熱固性塑料
第三節廢舊塑料的鑒別方法
一、根據塑料回收標志進行鑒別
二、常規鑒別法
三、密度鑒別法
四、加熱分析法
五、其他鑒別方法
第四節廢舊塑料的分選
一、手工分選法
二、風篩分選法
三、浮選分離法
四、密度分選法
五、其他分選法
六、塑料廢棄物與其他物質的分離方法
思考題
第三章廢舊塑料的再生利用
第一節廢舊塑料的直接再生利用類別
一、根據不同的廢舊塑料來源採用的工藝方法
二、廢舊塑料的再生利用成型生產工藝
第二節廢舊塑料再生料的制備
一、破碎及其設備
二、預洗
三、精洗
四、乾燥
五、塑料泡沫材料的預處理
六、塑煉、均化與造粒
第三節擠出成型工藝及設備
一、擠出成型設備
二、擠出成型工藝過程
三、擠出機的操作有關事項
四、廢舊塑料擠出成型典例
第四節吹塑與吹塑中空成型工藝及設備
一、吹塑薄膜
二、中空吹塑成型
第五節注射成型工藝及設備
一、注射成型設備
二、注射成型工藝
三、廢舊塑料注射成型典例
四、廢舊塑料注射成型製品產生缺陷的主要原因及解決
辦法
第六節壓延成型工藝及設備
一、壓延成型設備
二、壓延成型工藝
三、回收塑料的壓延成型典例
四、壓延機操作與維護
第七節其他再生利用方法及設備
一、澆鑄成型方法
二、發泡成型方法及設備
三、熱成型方法及設備
四、模壓成型方法及設備
思考題
第四章廢舊塑料的改性利用
第一節廢舊塑料的物理改性利用
一、成型前的預處理
二、共混改性
三、充填改性
四、增強改性
五、增韌改性
六、其他性能的改性方法
第二節廢舊塑料的化學改性
一、聚烯烴的氯化改性
二、聚烯烴的交聯改性
三、聚烯烴的接枝共聚改性
四、回收塑料物理與化學的同時改性方法
第三節混合廢舊塑料的利用
一、混合廢舊塑料材料的結構與性能
二、加工方法
三、混合廢舊塑料的回收利用
第四節熱固性塑料的利用
一、聚氨酯回收利用
二、酚醛樹脂回收利用
三、不飽和聚酯樹脂回收利用
四、環氧樹脂回收利用
五、其他熱固性樹脂的回收利用
六、熱固性復合材料的回收利用
思考題
第五章廢舊塑料的其他利用
第一節廢舊塑料的熱分解
一、廢舊塑料油化工藝
二、熱分解的汽化工藝
三、炭化
四、回收廢舊塑料的熱分解典例
第二節化學分解
一、水解法
二、醇解法
三、廢聚酯的解聚
第三節分解工藝及設備
一、槽(釜)式反應器
二、窯式反應器
三、流化床反應器
四、螺旋反應器和螺桿擠出反應器
第四節廢舊塑料的熱能利用
一、廢舊塑料焚燒工藝及設備
二、殘留物的處理
思考題
第六章廢舊塑料回收利用典型實例
第一節常用塑料回收利用途徑
一、回收廢舊聚乙烯的利用途徑
二、回收廢舊聚丙烯的利用途徑
三、回收廢舊聚氯乙烯的利用途徑
四、回收廢舊聚苯乙烯的利用途徑
第二節薄膜的使用回收與利用
一、薄膜的使用
二、薄膜的回收
三、薄膜回收料的利用
第三節塑料容器的使用與回收
一、容器的使用
二、容器的回收
第四節編織袋和周轉箱的回收
一、編織袋的回收
二、周轉箱的回收
第五節聚氯乙烯門窗回收利用
第六節利用廢舊塑料生產塑木製品及塑木托盤
一、塑木技術發展背景及概況
二、塑木製品的生產工藝過程
第七節廢PET塑料飲料瓶的回收利用
第八節塑料包裝材料容器直接回收再作包裝
第九節聚苯乙烯制備塗料和黏合劑
一、制高分子快乾漆
二、制防潮塗料
三、制保護漆
四、制不幹膠
五、制塑料漆
思考題
參考文獻

『叄』 BMC廢料如何處理

熱固性塑料(BMC材料)包括熱固性樹脂及其增強塑料或材料(也稱復合材料)。(BMC材料)大多是不飽和聚酯、環氧樹脂和酚醛樹脂等熱固性樹脂與玻璃纖維、碳纖維等製成的復合材料,典型的復合材料是不飽和聚酯樹脂增強塑料。熱固性樹脂及其增強塑料(熱固性)和熱塑性塑料一樣,在再利用前也要進行切斷及粉碎,在常溫下熱固性塑料比熱塑性塑料脆性大,更輕易粉碎。在熱固性樹脂中,聚氨酯占盡大多數,其次是酚醛樹脂,環氧樹脂用量相對較小。
熱固性樹脂的回收利用有兩方面:①粉碎料加黏結劑,形成復合材料;②粉碎料在熱塑性和熱固性樹脂中作部分填料。 熱固性復合材料的回收利用和其樹脂利用類似,主要也包括兩方面:①粉碎後作填料;②裂解以回收原料,包括化學原料(單體或油)和增強材料。
熱固性塑料經粉碎後,可作為復合材料的填料,用以製造砂漿、復合材料或裂解制油等。
其他化學處理方法有熱裂解、反相氣化、催化裂解、燃燒法、溶解分解等方法,除催化解聚和溶解分解外通常都不能回收樹脂(而且只對某些樹脂管用,比如環氧樹脂或酚醛樹脂),只能回收增強材料,主要研究方向是回收碳纖維等高價值的增強材料。裂解方法可以獲得與原油類似的高熱值燃料,比較受重視。
除物理或化學方法外,就只有焚燒這種經濟價值比較低的處置方案,但復合材料的固體灰渣更多,回收成本很差。

『肆』 熱固性樹脂的分類

除不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂外,熱固性樹脂主要有以下品種。
一、三聚氰胺甲醛樹脂
三聚氰胺甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成的熱固性樹脂。用玻璃纖維增強的三聚氰胺甲醛層壓板具有高的力學性能、優良的耐熱性和電絕緣性及自熄性。
二、呋喃樹脂
由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。
(1)糠醛苯酚樹脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固性樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性能也較好。
(2)糠醛丙酮樹脂。糠醛與丙酮在鹼性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚,使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來,形成糠醛丙酮樹脂。
(3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。
呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。
(1)耐化學腐蝕材料 呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。
(2)耐熱材料 呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。
(3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性 將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混和使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。
三、聚丁二烯樹脂
聚丁二烯樹脂是一種分子量不高的液體,大分子主鏈上主要包含1,2-結構,又稱為1,2-聚丁二烯樹脂。這種樹脂的大分子鏈上具有很多乙烯基側鏈,所以,在游離基引發劑存在下,可進一步交聯成三向網路結構的體型高聚物。
1,2-聚丁二烯樹脂可由丁二烯在烷基鋰、鹼金屬(常用金屬鈉)或可溶性鹼金屬復合物(如鈉-萘體系)引發劑引發下,按陰離子型聚合歷程合成。1,2-聚丁二烯樹脂大分子鏈完全由碳氫組成,因此樹脂固化後有優良的電性能、彎曲強度較好、耐水性優良。
四、有機硅樹脂
在有機硅聚合物中,具有實用價值和得到廣泛應用的主要是由有機硅單體(如有機鹵硅烷)經水解縮聚而成的主鏈結構為硅氧鍵的高分子有機硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構成,側鏈通過硅原子與有機基團相連的聚合物,稱為聚有機硅氧烷。
有機硅樹脂則是聚有機硅氧烷中一類分子量不高的熱固性樹脂。用這類樹脂製造的玻璃纖維增強復合材料,在較高的溫度范圍內(200~250℃)長時間連續使用後,仍能保持優良的電性能,同時,還具有良好的耐電弧性能及憎水防潮性能。有機硅樹脂的性能如下:
(1)熱穩定性。有機硅樹脂的Si-O鍵有較高的鍵能(363kJ/mol),所以比較穩定,耐熱性和耐高溫性能均很高。一般說來其熱穩定性范圍可達200~250℃,特殊類型的樹脂可以更高一些。
(2)力學性能。有機硅樹脂固化後的力學性能不高,若在大分子主鏈上引進氯代苯基,可提高力學性能。有機硅樹脂玻璃纖維層壓板的層間粘接強度較差,受熱時彎曲強度有較大幅度的下降。若在主鏈中引入亞苯基,可提高剛性、強度及使用溫度。
(3)電性能。有機硅樹脂具有優良的電絕緣性能,它的擊穿強度、耐高壓電弧及電火花性能均較優異。受電弧及電火花作用時,樹脂即使裂解而除去有機基團,表面剩下的二氧化硅同樣具有良好的介電性能。
(4)憎水性。有機硅樹脂的吸水性很低,水珠在其表面只能滾落而不能潤濕。因此,在潮濕的環境條件下,有機硅樹脂玻璃纖維增強復合材料仍能保持其優良的性能。
(5)耐腐蝕性能。有機硅樹脂玻璃纖維增強復合材料可而濃度(質量)10%~30%硫酸、10%鹽酸、10%~15%氫氧化鈉、2%碳酸鈉及3%過氧化氫。醇類、脂肪烴和潤滑油對它的影響較小,但耐濃硫酸及某些溶劑(如四氯化碳、丙酮和甲苯)的能力較差。

『伍』 求一些熱固性的材料的介紹,最好是優點缺點都發出來

環氧樹脂:
(一)、環氧樹脂的概念:
環氧樹脂是指高分子鏈結構中含有兩個或兩個以上環氧基團的高分子化合物的總稱,屬於熱固性樹脂,代表性樹脂是雙酚A型環氧樹脂。
(二).環氧樹脂的特點(通常指雙酚A型環氧樹脂)
1.單獨的環氧樹脂應用價值很低,它需要與固化劑配合使用才有實用價值。
2.高粘接強度:在合成膠粘劑中環氧樹脂膠的膠接強度居前列。
3.固化收縮率小,在膠粘劑中環氧樹脂膠的收縮率最小,這也是環氧樹脂膠固化膠接高的原因之一。例如:
酚醛樹脂膠:8—10% ; 有機硅樹脂膠:6—8%
聚酯樹脂膠:4—8% ; 環氧樹脂膠:1—3%
若經過改性加工後的環氧樹脂膠收縮率可降為0.1—0.3%,熱膨脹系數為6.0×10-5/℃
4.耐化學性能工好:在固化體系中的醚基、苯環和脂肪羥基不易受酸鹼侵蝕。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用兩年;而在50%H2SO4和10%HNO3常溫浸泡半年;10%NaOH(100℃)浸泡一個月,性能保持不變。
5.電絕緣性優良:環氧樹脂的擊穿電壓可大於35kv/mm
6.工藝性能良好、製品尺寸穩定、耐性良好和吸水率低。
雙酚A型環氧樹脂的優點固然好,但也有其缺點:
①.操作粘度大,這在施工方面顯的有些不方便
②.固化物性脆,伸長率小。
③.剝離強度低。
④.耐機械沖擊和熱沖擊差。
(三).環氧樹脂的應用與發展
1.環氧樹脂的發展史:
環氧樹脂是1938年由P.Castam申請瑞士專利,由汽巴公司在1946年研製出最早的環氧粘接劑,1949年美國的S.O.Creentee研製了環氧塗料,我國於1958年開始環氧樹脂的工業化生產。
2.環氧樹脂的應用:
①塗料工業:環氧樹脂在塗料工業中需用量最大,目前較廣泛使用的有水性塗料、粉末塗料和高固分塗料。可廣泛用於管道容器、汽車、船舶、航天、電子、玩具、工藝品等行業。
②電子電器工業:環氧樹脂膠可用於電氣絕緣材料,例如整流器、變壓器的密封灌注;電子元器件的密封保護;機電產品的絕緣處理與粘接;蓄電池的密封粘接;電容器、電阻、電感器的表面披覆。
③五金飾品,工藝品、體育用品品行業:可用於標牌、飾品、商標、五金、球拍、釣具、運動用品、工藝品等產品上。
④光電行業:可用於發光二極體(LED)、數碼管、像素管、電子顯示屏、LED燈飾等產品的封裝、灌注和粘接。
⑤建築工業:在道路、橋梁、地坪、鋼鐵結構、建築、牆體塗料、堤壩、工程施工、文物修補等行業也會廣泛用到。
⑥膠粘劑、密封劑和復合材料領域:如風力發電機葉片、工藝品、陶瓷、玻璃等各種物質之間的粘接,碳纖維板材的復合、微電子材料的密封等等。
(四).環氧樹脂膠的特性
1、環氧樹脂膠是在環氧樹脂的基礎上對其特性進行再加工或改性,使其性能參數等符合特定的要求,通常環氧樹脂膠也需要有固化劑搭配才能使用,並且需要混合均勻後才能完全固化,一般環氧樹脂膠稱為A膠或主劑,固化劑稱為B膠或固化劑(硬化劑)。
2、反映環氧樹脂膠固化前的主要特性有:顏色、粘度、比重、配比、凝膠時間、可使用時間、固化時間、觸變性(止流性)、硬度、表面張力等。
粘度(Viscosity):是指膠體在流動中所產生的內部摩擦阻力,其數值由物質種類、溫度、濃度等因素決定。
凝膠時間:膠水的固化是從液體向固化轉化的過程,從膠水開始反應起到膠體趨向固體時的臨界狀態的時間為凝膠時間,它由環氧樹脂膠的混合量、溫度等因素決定。
觸變性:該特性是指膠體受外力觸動(搖晃、攪拌、振動、超聲波等)時,隨外力作用由稠變稀,當外界因素停止作用時,膠體又恢復到原來時的稠度的現象。
硬度(Hardness):是指材料對壓印、刮痕等外力的抵抗能力。根據試驗方法不同有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、維氏(Vichers)硬度等。硬度的數值與硬度計類型有關,在常用的硬度計中,邵氏硬度計結構簡單,適於生產檢驗,邵氏硬度計可分為A型、C型、D型,A型用於測量軟質膠體,C和D型用於測量半硬和硬質膠體。
表面張力(Surface tension):液體內部分子的吸引力使表面上的分子處於向內一種力作用下,這種力使液體盡量縮小其表面積而形成平行於表面的力,稱為表面張力。或者說是液體表面相鄰兩部分間單位長度內的相互牽引力,它是分子力的一種表現。表面張力的單位是N/m。表面張力的大小與液體的性質、純度和溫度有關。
3、反映環氧樹脂膠固化後特性的主要特性有:電阻、耐電壓、吸水率、抗壓強度、拉伸(引張)強度、剪切強度、剝離強度、沖擊強度、熱變形形溫度、玻璃化轉變溫度、內應力、耐化學性、伸長率、收縮系數、導熱系數、誘電率、耐候性、耐老化性等。
電阻(Resistivity):描述材料電阻特性通常用表面電阻或體積電阻。表面電阻簡單地說就是同一表面上兩電極之間所測得的電阻值,單位是Ω。將電極形狀和電阻值結合在一起通過計算可得到單位面積的表面電阻率。體積電阻也叫體積電阻率、體積電阻系數,指通過材料厚度的電阻值,是表徵電介質或絕緣材料電性能的一個重要指標。表示1cm2電介質對泄漏電流的電阻,單位是Ω•m或Ω•cm。電阻率愈大,絕緣性能愈好。
耐電壓(Proof voltage):又稱耐壓強度(絕緣強度),膠體兩端所加的電壓越高,材料內電荷受到的電場力就越大,越容易發生電離碰撞,造成膠體擊穿。使絕緣體擊穿的最低電壓叫做這個物體的擊穿電壓。使1毫米厚的絕緣材料擊穿時,需要加上的電壓千伏數叫做絕緣材料的絕緣耐壓強度,簡稱耐電壓,單位是:Kv/mm。絕緣材料的絕緣性能與溫度有密切的關系。溫度越高,絕緣材料的絕緣性能越差。為保證絕緣強度,每種絕緣材料都有一個適當的最高允許工作溫度,在此溫度以下,可以長期安全地使用,超過這個溫度就會迅速老化。
吸水率(Water absorption):是指物質吸水程度的量度。系指在一定的溫度下把物質在水中浸泡一定時間所增加的質量百分數。
拉伸強度(Tensile strength):拉伸強度是膠體拉伸至斷裂時的最大拉伸應力。有稱扯斷力、扯斷強度、抗張力、抗張強度。單位為MPa。
剪切強度(Shear strength):也稱抗剪強度,是指單位粘接面積上能夠承受平行於粘接面積的最大載荷,常用的單位為MPa。
剝離強度(Peel strength):也稱抗剝強度,是指每單位寬度所能承受的最大破壞載荷,是衡量線受力能力的,單位為kN/m。
伸長率(Elongation):是指膠體在拉力作用下長度的增加,以原長的百分數表示。
熱變形溫度(Heat deflection temperature under load):是指固化物耐熱性的一種量度,是將固化物試樣浸在一種等速升溫的適宜傳熱介質中,在簡支梁式的靜彎曲負荷作用下,測出試樣彎曲變形達到規定值時的溫度,即為熱變形溫度,簡稱HDT。
玻璃化溫度(Glass transition temperature):是指固化物從玻璃形態向無定形或高彈態或流態轉變(或相反的轉變)的較窄溫度范圍的近似中點,稱為玻璃化溫度,通常以Tg表示,是耐熱性的一個指標。
收縮率(Shrinkage ration):定義為收縮量與收縮前尺寸之比的百分數,收縮量則為收縮前後尺寸之差。
內應力(Internal stress):是指在沒有外力存在下,膠體(材料)內部由於存在缺陷、溫度變化、溶劑作用等原因所產生的應力。
耐化學性(Chemical resistance):是指耐酸、鹼、鹽、溶劑和其他化學物質的能力。
阻燃性(Flame resistance):是指材料接觸火焰時,抵制燃燒或離開火焰時阻礙繼續燃燒的能力。
耐候性(Weatherability):是指材料曝露在日光、冷熱、風雨等氣候條件下的耐受性。
老化(Aging):固化後膠體在加工、貯存和使用過程中,由於受到外界因素(熱、光、氧、水、射線、機械力和化學介質等)的作用,發生一系列物理或化學變化,使高分子材料交聯變脆、裂解發粘、變色龜裂、粗糙起泡、表麵粉化、分層剝落、性能逐漸變壞,以至喪失力學性能不能使用,這種變化的現象叫老化。
介電常數(Dielectric Constant):又稱電容率、誘電率(Permittivity)。是指每「單位體積」的物體,在每一單位之「電位梯度」下所能儲蓄「靜電能量」(Electrostatic Energy)的多少。當膠體的「透電率」越大(表示品質越不好),而兩逼近之導線中有電流工作時,就愈難到達徹底絕緣的效果,換言之就越容易產生某種程度的漏電。故絕緣材料的介質常數在通常情況下要愈小愈好。水的介電常數是70,很少的水分,會引起顯著的變化。
4、環氧樹脂膠大部分是熱固型的膠,它有以下主要特點:溫度越高固化越快;一次混合的量越多固化越快;固化過程中有放熱現象等。

『陸』 塑料回收是用做什麼

在中國回收回去基本上就是粉碎歸類,然後重新加工成新產品, 但是我們的回收利用率還是非常的低

那麼我們到底怎樣才能

更好地處理這些廢舊塑料瓶呢?

這位荷蘭的設計師Dave Hakkens

開啟了他的腦洞研發出四台機器

並把它們稱之為Version

這四台機包括塑料粉碎機、擠出機、注塑機和旋轉模塑機

通過一種大功率的粉碎機機器

將各種顏色的塑料物品研磨成碎屑後

混合不同的材料來創造出新的、奇特的產品樣式

或通過Dave Hakkens設計好的模具做一個小產品

利用這些機器製作出的各種產品

從容器、餐具、手機殼、鍾表

牆磚、首飾到攀岩牆上的支點等

此外,Dave Hakkens跟團隊還拍攝了一系列

關於這四台機器的安裝製作教程視頻

並製作了一個網站在上面分享知識

讓更多的人能夠參與進來

讓身邊的廢物重新被人所利用

Dave Hekkens 希望是

這些簡易的塑料工坊能夠像

每個社區里都會有的雜貨店一樣

出現在世界上的每一個角落裡

(網站:https://map.preciousplastic.com/)

而同樣在荷蘭

荷蘭鹿特丹的KWS Infra公司

提出「廢舊塑料道路」計劃

預計在2018年建造世界上第一條塑料車道

建造公路需要的材料全都是回收的廢棄塑料

這些塑料來自海上、或是垃圾焚燒廠

公司將在工廠里

把清理過的塑料打造成

類似樂高積木的一塊塊塑料「路板」

建造公路時只需要在打造好的路基上將模板

一一拼合即可

即節省時間成本又能廢物利用

塑料公路的結構設計成中空的

方便安置各種線纜與管道

更重要的是,相比起柏油或石子路

這些塑料鋪成的公路耐高溫性更強

可以承受零下40攝氏度的低溫

至80攝氏度的超高溫

所以使用壽命也比柏油馬路多出兩到三年

目前,「廢舊塑料公路」計劃還在實驗階段

設計團隊正在反復進行路面測試

保證在雨雪或潮濕天氣下

避免車輛在上面駕駛發生打滑危險

計劃在三年之內建設完成

喵妹覺得無論是Version還是塑料公路

都是為改善生態環境進行技術改革的開端

作為地球的一份子

幫助世界減少不必要的污染

維持良好的生態環境是人人有責的事

更何況,還能動手做自己喜愛的小玩意呢!

【賣廢品就上廢品之家,您的問題我來回答】

塑料製品的廣泛應用給人類文明帶來了巨大的推進效應,現在塑料已經成為各個領域的主要原料或輔助材料。塑料製品已經深入到生活和生產的各個領域,塑料的消費也一直呈現上升趨勢。然而,大規模的生產和使用必然伴隨著大量廢棄物的產生和排出。據統計,在發達工業國家的城市固體廢棄物中,廢塑料約佔10-20%的體積,每年全人類要丟棄4000萬噸廢塑料。廢塑料作為垃圾影響市容、危害環境、形成巨大的「白色污染」,造成地下水及土壤污染,妨礙動植物生長,危及人類的 健康 和生存。因此,廢塑料的回收利用已成為人類非常急迫的 社會 問題。

從二十世紀80年代開始,塑料廢棄物的處理技術逐步發展起來。經過10多年的努力,在廢塑料的處理上已取得了很大的進步。目前,處理廢塑料的方法大約可分為:焚燒、填埋、降解、以及再生和利用。從環境保護和實現可持續發展的角度來看,再生利用是最理想的辦法。
廢舊塑料的再生方法與用途:
再生法是指將廢舊塑料重新熔化再製成低價值的再生塑料。根據原料性質,廢塑料再利用可分為簡單再生利用和復合再生利用兩大類。簡單再生利用是把單一品種的廢塑料直接循環回收利用或經過簡單加工後加以利用。簡單再生所回收的廢塑料的特點是比較干凈,成分比較單一。採用比較簡單的工藝和裝備即可回收到性質良好的再生塑料,其性能與新料相差不多,在很大程度上可以作為新料使用。

復合再生利用是以混合廢料為原料,再參與其它配料的利用方式,幾乎所有熱塑性廢塑料,甚至混合少量熱固性廢塑料都可以再生回收利用。一般來說,復合再生塑料的性質不穩定,易變脆,故常被用來制備較低檔次的產品,如:建材、填料、垃圾袋、微孔涼鞋、雨衣及器械的包裝材料等。
用廢塑料生產液體燃料
日本富士回收再利用公司採用ZSM-5催化劑,通過粉碎、加熱、分解等工序,使廢棄的聚乙烯,聚丙烯等聚烯烴塑料變成燃油。據報道,每千克這種廢塑料可生成0.5升汽油,0.5升煤油和柴油,處理每噸廢塑料的成本為235美元。

日本北海道環境技術研究所通過造粒、加熱、分解和冷凝等工序,使廢塑料變成了類似汽油的液體燃料。據稱,每千克廢塑料可生產一升左右的燃油。

美國列剋星敦肯塔基大學採用HZSM-5等催化劑,通過加壓、加熱、保壓等工序處理廢塑料和液態原煤,使其變成高熱值、不含硫的優質燃料油。據稱,廢乳酪塑料瓶的出油率為86%,廢聚乙烯塑料瓶的出油率為88%,廢蘇打水塑料瓶的出油率為93%,用廢塑料和液態原煤生產燃料油的成本為每桶27-28美元。
◆ 用廢塑料生產化工產品
德國Hoechst公司通過氣化等途徑將廢塑料變成水煤氣,它是合成醇類的原料。據稱每處理一噸廢棄的聚烯烴塑料,可以得到0.8噸甲醇。

德國Rule公司通過隔絕空氣、加熱分解等途徑將廢塑料變成液體和氣體,液體是生產汽油的原料,氣體是生產水煤氣的原料。

義大利阿姆特公司研製的廢塑料再生設備,可將廢棄的聚烯烴塑料再生,其主要工藝流程是:切斷、粉碎、清洗、沉積、分離、乾燥、擠壓。它的最大特點是可以再生雜質含量高達25%的廢棄塑料,並將其中的金屬、石塊等硬質雜物清除掉。
◆ 用廢棄塑料生產輕工產品
法國科研人員提出一種用廢棄礦泉水塑料瓶生產聚氯乙烯化纖的新方法,它包括粉碎、加熱、熔化、提純、抽絲和紡紗等工序。據稱,這種化纖的70%與30%的羊毛混紡後可以織出漂亮的毛衣來,每27個廢棄礦泉水塑料瓶製成的化纖,可織一件毛衣。
◆ 用廢塑料生產建築材料
美國路易斯安那州一家公司通過粉碎、成粒、加熱、熔化、擠壓等工序,將廢棄塑料變成合成木材的方法比較新穎。據稱,用廢塑料生產合成木材的成本僅是用一般塑料生產合成木材成本的三分之一。美國得克薩斯州立大學提出一種用液態廢飲料瓶代替水泥漿生產混凝土的性方法,這種方法可大大降低混凝土的生產成本。

日本一家公司提出一種將塑料製成直徑為2-3厘米球體的方法,這種球體的耐火性和強度一點兒也不亞於石渣,可以代替土建中使用的石渣。

德國最近提出一種在粘土中添加6%-20%廢塑料顆粒生產輕質保溫磚的方法。這種多孔的保溫磚要比普通保溫磚的保溫性能提高1倍以上。

芬蘭公路研究中心提出一種通過粉碎、加熱等途徑將30%廢塑料添加到瀝青之中用於築路的方法。用此法鋪成的路富有彈性,與車輪摩擦時產生的噪音極小。
◆ 塑料合金化
「合金化」是改善聚合物性能的重要途徑。聚合物合金,又稱高分子共混物是表現均一但含有兩種或兩種以上不同結構的多組分聚合物體系,將未經分類的廢塑料拆解後磨碎,加入增強劑、增容劑與添加劑混煉合金化,再擠出成型,可製成具有某種特性的聚合物合金。90年代初,美國拉特格斯大學廢塑料再生利用中心將廢塑料直接熔融擠出生產人造木材,芝加哥市用這種材料製造船塢、界牆並重新裝點563座公園;比利時先進回收技術公司將混雜塑料合金化,將生產出的塑料木材製成柵欄、跳板、公園座椅、道路標志等。

熱塑性塑料的回收利用
◆ 廢聚乙烯(PE)的回收利用
日本工業技術和開發實驗室研製出一項由廢紙和聚乙烯混合物,經特殊比例轉化為合成木材的新工藝,該工藝將一定大小的廢紙,連同聚乙烯碎片送入混合器中,其比例約為3:1至4:1,同時著色成仿木材料,混合器用水夾套維持溫度為100℃以除去廢紙中水分,當混合時,轉動的混合器槳葉之間的剪切摩擦力,使混合物的溫度升至130℃,此時聚乙烯熔化,在水夾套種通入水使混合物冷卻,便會形成著色的聚乙烯紙片狀體,然後把它擠出生成柱狀,在液壓成型之前,用遠紅外加熱器使其保持半固體狀態,據介紹此合成材料與天然木材相似,具有可加工性和結構堅固性。
◆ 廢聚苯乙烯(PS)塑料的回收利用
日本宇部興產公司與cycon公司共同開發採用天然溶劑「檸檬烯」對發泡聚苯乙烯(EPS)再生利用,並取得了成功。

廢舊EPS回收再生技術一般以熱風加熱,摩擦生熱等方法使其熔融,縮小體積,以塊狀或粒狀進行回收,亦可將回收的EPS顆粒與新顆粒混用,但在加熱收縮過程中,由於氧化作用會造成塑料物性降低,著色、回收成本增加等影響質量的問題,新開發的Reno系統用天然溶劑檸檬烯溶解後在再生處理設備內進行過濾,分離溶劑,造粒,製成再生聚苯乙烯,此法再生的聚苯乙烯,除用作注射型和擠出成型的原料外,還可作為EPS的原料再生使用。

利用PS可溶於芳烴、鹵化烴等有機溶劑的性質,可將廢棄的PS泡沫塑料製成塗料或粘合劑。還有的廠家曾實驗把PS泡沫塑料與苯、煤油按一定比例混合再加入適量無機填料與惰性材料製成改性防水材料。利用PS能溶解於瀝青和松香的性質,用廢PS泡沫塑料改變瀝青的熔點,可提高瀝青的強度並改善瀝青冬裂夏粘和克服松香易脆的缺點等。

利用廢聚苯乙烯合成溴化聚苯乙烯的阻燃劑已獲成功,利用三氧化氯作催化劑,廢聚苯乙烯與溴發生親電取代反應合成溴化聚苯乙烯阻燃劑,阻燃效果好,不釋放有毒物質,不僅為非PS泡沫塑料的回收利用找到新途徑,而且所得溴化聚苯乙烯阻燃劑的阻燃性,熱穩定性都達到或優於用純聚苯乙烯所得溴化聚苯乙烯的效果。

非溶劑性熱介質消泡回收新工藝是經過了多方面的比較和 探索 之後提出的與目前國內外所有的技術思路截然不同的另一種思路,即非溶劑性熱介質消泡減容的工藝,將廢棄的聚苯乙烯泡沫塑料投到消泡罐中,同時加入加熱到一定溫度的熱介質,使之與廢泡沫塑料接觸並與正在消泡收縮的物料一起落入加熱貯槽中,然後再將已消泡的物料和所使用的介質分離,可得到消泡回收料,如果對消泡罐密封,實現帶壓操作,整個過程所用時間為30-50s。

由於無反應發生和溶劑化作用,且低溫處理經消泡處理的聚苯乙烯泡沫塑料的大分子結構和性能沒有受到破壞,經消泡回收的物料可粉成顆粒狀,便於運輸和使用。
◆ 廢PET的回收和利用
PET俗稱滌綸樹脂,被廣泛應用於飲料等的包裝材料。在日本,80%的PET瓶用於盛裝清涼飲料,PET瓶的組成元素為C、H、O,可像木材和紙張一樣燃燒後轉變成水和二氧化碳,不產生任何有害氣體,每千克PET塑料燃燒產生大約5500大卡的熱量,由於不像其它塑料瓶那樣成分復雜,PET瓶僅由單一樹脂組成,比較容易回收。

過去,日本PET瓶再生樹脂主要用於製造纖維、片材和非食品用包裝瓶,如著名鞋業製造商生產一種以回收PET瓶為原料的登山鞋。美國服裝業的Patagonia生產出由從PET瓶回收的纖維為原料的製作的戶外運動衫。

目前用化學回收法將PET降解成單體重新合成PET新材已被人們所重視。常見的PET解聚法有用甲醇為溶劑的甲醇分解法;用乙二醇(EG)為溶劑的糖原醇分解法和用酸或鹼基水溶液的加氫分解法等。 廢熱固性塑料的回收利用
◆ 廢酚醛樹脂(PF)的回收利用
酚醛樹脂熱解後可生產活性炭,在600℃的高溫下持續30分鍾,PF即可被炭化形成炭化物,用鹽酸溶液將炭化物中的灰分溶解掉,增大炭化物的比表面積,然後在850℃的高溫下用水蒸氣噴淋,得到活性炭,產率達12%,活性炭的比表面積達1900m2/g,吸附力強,對十二烷基苯磺酸鈉的吸附能力大於通用活性炭的3-4倍。
◆ 廢不飽和聚脂(SMC)的回收利用
SMC的回收利用主要用作填料,如將SMC粉碎,作預制整體模型塑料的填料,實驗結果表明,含大粒徑的SMC回收料的BMC的拉伸強度、模量和沖擊強度等性質有下降,而含小粒徑的性能下降不大。SMC除用外填料外,還可用來回收其中的纖維,如:將SMC加熱至350-400℃,並將其壓碎、切斷,用鹽酸處理殘留物,回收SMC中的玻璃纖維。
◆ 廢聚氨酯(PU)的回收利用
聚氨酯(PU)是縮聚型高分子材料,可以水解成多元醇和多元胺,但純化過程難度較高。對於PU軟質泡沫可用膠粘劑回收,壓塑再利用或低溫回收作填料。對於反應注射成型的聚氨酯(RIM-PU)的回收利用,一般採取將泡沫或聚酯經過粉碎,與一定的物料混合,經過一定的工藝流程,消泡或擠出成型。廢PU雖然可用上述方法回收利用,但回收困難,經濟效益不高。PU具有不能自然降解的特點,因此研究開發降解和回收利用勢在必行。目前,日本、德國等國正積極研究開發PU的生物降解,如用纖維素/木質素/樹皮改性PU、澱粉改性PU。另外,德國拜爾化學公司利用特製的擠出機開發出了水解法降解PU產物,經純化可得到二元醇和二元胺。PU的醇解也是目前用的較多的途徑,廢PU經醇解後可得多元混合物。
復合材料回收利用 復合材料回收利用主要由三種方法
(1) 粉體直接利用法 (2) 熱分解利用法 (3) 燒卻利用法

首先對各種復合材料進行分類、鑒別、解體、切斷、破碎。然後從粉體直接利用作為再資源化的首選辦法。可通過微細粉化等應用技術,對一些熱固型樹脂基復合材料及非金屬無機材料基其它復合材料進行細化處理,其應用製品多做型材,直接配以各種粘合劑重新製造成各種新的復合材料。熱分解利用法是回收一些丙烯酸酯類單體,以及可燃氣體和液體燃料。也分離一些耐熱的玻璃纖維及無機粉體而另外加以應用。燃卻法是將復合材料可燃有機體替代發電燃料進行燃燒,回收溫水、熱風和蒸汽,主要是能量回收。若上述三種方法都處理不了的也只能採取掩埋的方法。

以上的資料可以表明,廢舊塑料丟棄後會造成環境污染,然而,經過再生利用,不但可以消除污染,並能轉換成優異的物質資源。是一個有希望的產業。

『柒』 樹脂的主要用途是什麼該行業發展前景怎麼樣

樹脂是製造塑料的主要原料,也用來制塗料、黏合劑、絕緣材料等,合成樹脂在工業生產中,被廣泛應用於液體中雜質的分離和純化,有大孔吸附樹脂、離子交換樹脂、以及一些用樹脂。
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。
樹脂定義
相對分子量不確定但通常較高,常溫下呈固態、中固態、假固態,有時也可以是液態的有機物質。具有軟化或熔融溫度范圍,在外力作用下有流動傾向,破裂時常呈貝殼狀。
廣義上是指用作塑料基材的聚合物或預聚物。一般不溶於水,能溶於有機溶劑。按來源可分為天然樹脂和合成樹脂;按其加工行為不同的特點又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。
合成樹脂行業前景展望:
中國PP合成樹脂在將來的幾年裡產量會有較大的增長,但生產仍然供不應求,中國已經成為全球最大的PP合成樹脂凈進口國。但由於國內產量很快增長,進口依存度總體上呈下降趨勢。中國PP合成樹脂未來幾年內,表觀消費量依然會保持較高增速,進口量將會增大。
同時,國家已出台一系列刺激經濟計劃及十大產業振興規劃,將拉動塑料產口的需求和消費,推動塑料行業發展。政府相繼出台各種救市措施,包括4萬億元的投資項目,布置實施擴大內需的十項措施,加快鐵路公路和機場等重大基礎設施建設、加快城市電網改造等重大工程都會應用到聚氯乙烯塑料製品。2017年塑料製品產量都將有較大增長,增幅都將在50%以上,但是區域分布不平衡格局改變不大,能耗高、加工技術含量低、勞動密集型的產品逐漸流向經濟欠發達地區。受塑料行業的需求拉動,合成樹脂需求增長,市場前景廣闊。

『捌』 不需要固化劑的熱固性樹脂有哪些

一、三聚氰胺甲醛樹脂
三聚氰胺甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成的熱固性樹脂。用玻璃纖維增強的三聚氰胺甲醛層壓板具有高的力學性能、優良的耐熱性和電絕緣性及自熄性。
二、呋喃樹脂
由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。
三、聚丁二烯樹脂
聚丁二烯樹脂是一種分子量不高的液體,大分子主鏈上主要包含1,2-結構,又稱為1,2-聚丁二烯樹脂。這種樹脂的大分子鏈上具有很多乙烯基側鏈,所以,在游離基引發劑存在下,可進一步交聯成三向網路結構的體型高聚物。
1,2-聚丁二烯樹脂可由丁二烯在烷基鋰、鹼金屬(常用金屬鈉)或可溶性鹼金屬復合物(如鈉-萘體系)引發劑引發下,按陰離子型聚合歷程合成。1,2-聚丁二烯樹脂大分子鏈完全由碳氫組成,因此樹脂固化後有優良的電性能、彎曲強度較好、耐水性優良。
四、有機硅樹脂
在有機硅聚合物中,具有實用價值和得到廣泛應用的主要是由有機硅單體(如有機鹵硅烷)經水解縮聚而成的主鏈結構為硅氧鍵的高分子有機硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構成,側鏈通過硅原子與有機基團相連的聚合物,稱為聚有機硅氧烷。
有機硅樹脂則是聚有機硅氧烷中一類分子量不高的熱固性樹脂。用這類樹脂製造的玻璃纖維增強復合材料,在較高的溫度范圍內(200~250℃)長時間連續使用後,仍能保持優良的電性能,同時,還具有良好的耐電弧性能及憎水防潮性能。

『玖』 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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