高溫固化樹脂基復合材料

A. 「SMC」和「FRP」有什麼區別

SMC和FRP都屬於樹脂基復合材料，但有很多區別：
*材料成分不一樣，價格不一樣：SMC原材料要比FRP貴一倍以上。
*成型工藝不一樣：SMC必須用大型液壓機械、金屬模具，經過高溫高壓一次性熱壓固化成型；傳統FRP工藝是採用木模，用人工手糊方式生產，自然乾燥脫模成型。
*產品質量不一樣：SMC產品從表面到背面都是一種材質，高溫高壓熱固化成型，密度高、強度大、質量可靠；而FRP產品分為膠衣、玻璃纖維布、木板等多個層次，靠手糊工藝成型，受工人素質及天氣的影響大，質量不穩定。

B. 碳纖維復合材料的基體樹脂固化工藝有幾種

1、統的熱固化。碳纖維環氧復合材料的固化過程就是將預製件放入烘箱（或熱壓機或熱壓罐）中對預制構件進行加熱和加壓的過程，是熱固性樹脂與纖維結合，形成復合材料結構件的過程。但是要想得到質量好的復合材料結構件，必須選擇最佳的固化工藝參數，工藝參數主要指溫度、壓力及加壓點、升降溫速率和保溫時間等。可以利用示差掃描量熱法（DSC）對樹脂在固化過程中的反應歷程及其樹脂的流變學性能黏度變化進行分析來加以確定。
2、輻射固化。輻射源很多，如：α、β一、β+、y和中子射線。主要的輻射固化（radiation curing）有電子束固化（EB）和紫外線固化（UV）2種。（1）電子束固化。即高能量電子束碰撞目標分子，釋放足夠的能量使其產生一系列活潑的粒子，當鄰近分子發生這一過程時，活潑粒子釋放出能量，形成化學鍵。電子束固化可使聚合物體系性能如模量、強度、沖擊強度、硬度、耐熱性及抗沖擊、抗蠕變等都會有一定程度的提高。(2)光固化。光敏樹脂浸漬纖維增強材料製成柔性預浸料修理補片，用黏結的方法貼補到破壞損傷區，在紫外光的照射下迅速固化，從而在短時間內完成結構的修補。
3、微波固化。微波是頻率為109~1011Hz的電磁波，其固化機理是極性物質在外加電磁場的作用下，內部介質極化產生的極化強度矢量落後於電場一個角度，導致與電場相同的電流產生，構成物質內部功率耗散，從而將微波能轉化為熱能，致使固化體系快速均勻升溫而加速反應。

C. 熱固性樹脂有哪些

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。
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。

D. 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。

E. 簡述熱固性樹脂固化反應的歷程及兩個轉變

【摘要】：正 熱固性樹脂的固化是粘合劑膠接工藝的關鍵之一,也是樹脂基復合材料成形工藝的關鍵之一,膠接接頭和復合材料的強度都與樹脂的固化過程直接有關,工業上要求對樹脂的固化情況好壞作出評價,以確定最佳固化條件(配方,固化溫度,固化時間等)保證材料或製件的質量。熱固性樹脂的固化屬線形高分子的交聯,歷程復雜。高分子一旦發生交聯就不溶不熔,
【作者單位】： 中國科學技術大學應用化學系;
【關鍵詞】： 熱固性樹脂 力學方法 固化過程 等溫固化 樹脂固化 固化樹脂 固化反應 固化時間 動態扭振法 環氧樹脂
【DOI】：CNKI:SUN:GXLJ.0.1983-04-002
【正文快照】：
熱固性樹脂的固化是粘合劑膠接工藝的關鍵之一,也是樹脂基復合材料成形工藝的關鍵之一,膠接接頭和復合材料的強度都與樹脂的固化過程直接有關,工業上要求對樹脂的固化情況好壞作出評價,以確定最佳固化條件(配方,固化溫度,固化時間等)保證材料或製件的質量。 熱固性樹脂的固化

F. 什麼是熱固性材料

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型。受熱時變軟，冷卻時變硬，能反復軟化和硬化並保持一定的形狀。可溶於一定的溶劑，具有可熔可溶的性質。熱固性塑料具有優良的電絕緣性，特別是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有極低的介電常數和介質損耗，宜於作高頻和高電壓絕緣材料。熱塑性塑料易於成型加工,但耐熱性較低,易於蠕變,其蠕變程度隨承受負荷、環境溫度、溶劑、濕度而變化。為了克服熱塑性塑料的這些弱點,滿足在空間技術、新能源開發等領域應用的需要，各國都在開發可熔融成型的耐熱性樹脂，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚碸(PES)、聚芳碸(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它們作為基體樹脂的復合材料具有較高的力學性能和耐化學腐蝕性，能熱成型和焊接，層間剪切強度比環氧樹脂好。如用聚醚醚酮作為基體樹脂與碳纖維製成復合材料，耐疲勞性超過環氧／碳纖維。它的耐沖擊性好，在室溫下具有良好的耐蠕變性，加工性好，可在240～270℃連續使用，是一種非常理想的耐高溫絕緣材料。用聚醚碸作為基體樹脂與碳纖維製成的復合材料在 200℃具有較高的強度和硬度,在-100℃尚能保持良好的耐沖擊性;無毒，不燃，發煙最少，耐輻射性好，預期可用它作航天飛船的關鍵部件，還可模塑加工成雷達天線罩等。

甲醛交聯型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等）。

其他交聯型塑料包括不飽和聚酯、環氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。

G. 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。

H. 什麼是復合樹脂

復合樹脂一般分為熱塑性和熱固性兩種類型，該原料的價格與油價和其他能源價格密切相關。最常見的熱固性樹脂有環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯和氨基塑料。

因復合樹脂具有質輕，可塑性強，生產時間短，環保，耐腐蝕，能夠回收利用，使用壽命長等許多優點，所以在公共交通中的用途相當廣泛。復合樹脂還可以用於提高燃料的利用效率，對環境保護都有推動作用。另外復合樹脂還廣泛應用於牙科美容方面，對於前牙和後牙洞修復填充亦有良好的效果。

基本信息

中文名
復合樹脂
外文名
compound resin
分為
熱塑性和熱固性
性能
受熱軟化、冷卻硬化
簡介
復合樹脂一般分為熱塑性和熱固性兩種類型。復合樹脂原料的價格與油價和其他能源價格密切相關，如果原油成本上漲的話，復合樹脂的成本也將隨之增加。復合樹脂的應用對提高燃料效率和環境保護都有推動作用。

分類
復合樹脂一般分為熱塑性和熱固性兩種類型。熱塑性樹脂具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學反應，無論加熱和冷卻重復進行多少次，均能保持這種性能。最常見的熱塑性樹脂包括聚碳酸酯、聚醯胺、聚丙烯和聚乙烯。熱固性樹脂在加熱、加壓或在固化劑、紫外光作用下進行化學反應，交聯固化成為不溶不熔物質。此反應是不可逆的，一經固化，再加壓加熱也不可能再度軟化或流動。最常見的熱固性樹脂有環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯和氨基塑料。

優點
復合樹脂具有許多優點，如質輕，可塑性強，生產時間短，環保，耐腐蝕，能夠回收利用，使用壽命長等，但也有一些不足，例如初始成本高，與傳統金屬相比更難設計。復合樹脂在公共交通中的用途相當廣泛，對內可用來製作公共車輛牆板、窗框、隔板、地板、天花板、甲板、行李架、座椅、門等等;對外可以用來製造減震器、碎片防護板、隧道加固板、魚尾板等等。