高温固化树脂基复合材料

A. “SMC”和“FRP”有什么区别

SMC和FRP都属于树脂基复合材料，但有很多区别：
*材料成分不一样，价格不一样：SMC原材料要比FRP贵一倍以上。
*成型工艺不一样：SMC必须用大型液压机械、金属模具，经过高温高压一次性热压固化成型；传统FRP工艺是采用木模，用人工手糊方式生产，自然干燥脱模成型。
*产品质量不一样：SMC产品从表面到背面都是一种材质，高温高压热固化成型，密度高、强度大、质量可靠；而FRP产品分为胶衣、玻璃纤维布、木板等多个层次，靠手糊工艺成型，受工人素质及天气的影响大，质量不稳定。

B. 碳纤维复合材料的基体树脂固化工艺有几种

1、统的热固化。碳纤维环氧复合材料的固化过程就是将预制件放入烘箱（或热压机或热压罐）中对预制构件进行加热和加压的过程，是热固性树脂与纤维结合，形成复合材料结构件的过程。但是要想得到质量好的复合材料结构件，必须选择最佳的固化工艺参数，工艺参数主要指温度、压力及加压点、升降温速率和保温时间等。可以利用示差扫描量热法（DSC）对树脂在固化过程中的反应历程及其树脂的流变学性能黏度变化进行分析来加以确定。
2、辐射固化。辐射源很多，如：α、β一、β+、y和中子射线。主要的辐射固化（radiation curing）有电子束固化（EB）和紫外线固化（UV）2种。（1）电子束固化。即高能量电子束碰撞目标分子，释放足够的能量使其产生一系列活泼的粒子，当邻近分子发生这一过程时，活泼粒子释放出能量，形成化学键。电子束固化可使聚合物体系性能如模量、强度、冲击强度、硬度、耐热性及抗冲击、抗蠕变等都会有一定程度的提高。(2)光固化。光敏树脂浸渍纤维增强材料制成柔性预浸料修理补片，用黏结的方法贴补到破坏损伤区，在紫外光的照射下迅速固化，从而在短时间内完成结构的修补。
3、微波固化。微波是频率为109~1011Hz的电磁波，其固化机理是极性物质在外加电磁场的作用下，内部介质极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度，导致与电场相同的电流产生，构成物质内部功率耗散，从而将微波能转化为热能，致使固化体系快速均匀升温而加速反应。

C. 热固性树脂有哪些

除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外，热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物，习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多，其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体，大分子主链上主要包含1，2-结构，又称为1，2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链，所以，在游离基引发剂存在下，可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1，2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属（常用金属钠）或可溶性碱金属复合物（如钠-萘体系）引发剂引发下，按阴离子型聚合历程合成。1，2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成，因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中，具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体（如有机卤硅烷）经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成，侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物，称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料，在较高的温度范围内（200～250℃）长时间连续使用后，仍能保持优良的电性能，同时，还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。

D. 树脂的主要用途是什么该行业发展前景怎么样

树脂是制造塑料的主要原料，也用来制涂料、黏合剂、绝缘材料等，合成树脂在工业生产中，被广泛应用于液体中杂质的分离和纯化，有大孔吸附树脂、离子交换树脂、以及一些用树脂。
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。
树脂定义
相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。具有软化或熔融温度范围，在外力作用下有流动倾向，破裂时常呈贝壳状。
广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不溶于水，能溶于有机溶剂。按来源可分为天然树脂和合成树脂；按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。
合成树脂行业前景展望:
中国PP合成树脂在将来的几年里产量会有较大的增长，但生产仍然供不应求，中国已经成为全球最大的PP合成树脂净进口国。但由于国内产量很快增长，进口依存度总体上呈下降趋势。中国PP合成树脂未来几年内，表观消费量依然会保持较高增速，进口量将会增大。
同时，国家已出台一系列刺激经济计划及十大产业振兴规划，将拉动塑料产口的需求和消费，推动塑料行业发展。政府相继出台各种救市措施，包括4万亿元的投资项目，布置实施扩大内需的十项措施，加快铁路公路和机场等重大基础设施建设、加快城市电网改造等重大工程都会应用到聚氯乙烯塑料制品。2017年塑料制品产量都将有较大增长，增幅都将在50%以上，但是区域分布不平衡格局改变不大，能耗高、加工技术含量低、劳动密集型的产品逐渐流向经济欠发达地区。受塑料行业的需求拉动，合成树脂需求增长，市场前景广阔。

E. 简述热固性树脂固化反应的历程及两个转变

【摘要】：正 热固性树脂的固化是粘合剂胶接工艺的关键之一,也是树脂基复合材料成形工艺的关键之一,胶接接头和复合材料的强度都与树脂的固化过程直接有关,工业上要求对树脂的固化情况好坏作出评价,以确定最佳固化条件(配方,固化温度,固化时间等)保证材料或制件的质量。热固性树脂的固化属线形高分子的交联,历程复杂。高分子一旦发生交联就不溶不熔,
【作者单位】： 中国科学技术大学应用化学系;
【关键词】： 热固性树脂 力学方法 固化过程 等温固化 树脂固化 固化树脂 固化反应 固化时间 动态扭振法 环氧树脂
【DOI】：CNKI:SUN:GXLJ.0.1983-04-002
【正文快照】：
热固性树脂的固化是粘合剂胶接工艺的关键之一,也是树脂基复合材料成形工艺的关键之一,胶接接头和复合材料的强度都与树脂的固化过程直接有关,工业上要求对树脂的固化情况好坏作出评价,以确定最佳固化条件(配方,固化温度,固化时间等)保证材料或制件的质量。 热固性树脂的固化

F. 什么是热固性材料

热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。受热时变软，冷却时变硬，能反复软化和硬化并保持一定的形状。可溶于一定的溶剂，具有可熔可溶的性质。热固性塑料具有优良的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)都具有极低的介电常数和介质损耗，宜于作高频和高电压绝缘材料。热塑性塑料易于成型加工,但耐热性较低,易于蠕变,其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。为了克服热塑性塑料的这些弱点,满足在空间技术、新能源开发等领域应用的需要，各国都在开发可熔融成型的耐热性树脂，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)、聚苯硫醚(PPS)等。以它们作为基体树脂的复合材料具有较高的力学性能和耐化学腐蚀性，能热成型和焊接，层间剪切强度比环氧树脂好。如用聚醚醚酮作为基体树脂与碳纤维制成复合材料，耐疲劳性超过环氧／碳纤维。它的耐冲击性好，在室温下具有良好的耐蠕变性，加工性好，可在240～270℃连续使用，是一种非常理想的耐高温绝缘材料。用聚醚砜作为基体树脂与碳纤维制成的复合材料在 200℃具有较高的强度和硬度,在-100℃尚能保持良好的耐冲击性;无毒，不燃，发烟最少，耐辐射性好，预期可用它作航天飞船的关键部件，还可模塑加工成雷达天线罩等。

甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等）。

其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。

G. 热固性树脂的分类

除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外，热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物，习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多，其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
（1）糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固性树脂，缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间，这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好，使用温度可以提高10～20℃，尺寸稳定性、电性能也较好。
（2）糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚，使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来，形成糠醛丙酮树脂。
（3）糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为，在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合，形成次甲基键，缩合形成的产物中仍有羟甲基，可以继续进行缩聚反应，最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。
呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能，因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸（强氧化性的硝酸和硫酸除外）、强碱和有机溶剂的侵蚀，在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。
（1）耐化学腐蚀材料 呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥，用作化工设备衬里或其它耐腐材料。
（2）耐热材料 呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高，通常可在150℃左右长期使用。
（3）与环氧树脂或酚醛树脂混合改性 将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混和使用，可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体，大分子主链上主要包含1，2-结构，又称为1，2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链，所以，在游离基引发剂存在下，可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1，2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属（常用金属钠）或可溶性碱金属复合物（如钠-萘体系）引发剂引发下，按阴离子型聚合历程合成。1，2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成，因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中，具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体（如有机卤硅烷）经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成，侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物，称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料，在较高的温度范围内（200～250℃）长时间连续使用后，仍能保持优良的电性能，同时，还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。有机硅树脂的性能如下：
（1）热稳定性。有机硅树脂的Si-O键有较高的键能（363kJ/mol），所以比较稳定，耐热性和耐高温性能均很高。一般说来其热稳定性范围可达200～250℃，特殊类型的树脂可以更高一些。
（2）力学性能。有机硅树脂固化后的力学性能不高，若在大分子主链上引进氯代苯基，可提高力学性能。有机硅树脂玻璃纤维层压板的层间粘接强度较差，受热时弯曲强度有较大幅度的下降。若在主链中引入亚苯基，可提高刚性、强度及使用温度。
（3）电性能。有机硅树脂具有优良的电绝缘性能，它的击穿强度、耐高压电弧及电火花性能均较优异。受电弧及电火花作用时，树脂即使裂解而除去有机基团，表面剩下的二氧化硅同样具有良好的介电性能。
（4）憎水性。有机硅树脂的吸水性很低，水珠在其表面只能滚落而不能润湿。因此，在潮湿的环境条件下，有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料仍能保持其优良的性能。
（5）耐腐蚀性能。有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料可而浓度（质量）10%～30%硫酸、10%盐酸、10%～15%氢氧化钠、2%碳酸钠及3%过氧化氢。醇类、脂肪烃和润滑油对它的影响较小，但耐浓硫酸及某些溶剂（如四氯化碳、丙酮和甲苯）的能力较差。

H. 什么是复合树脂

复合树脂一般分为热塑性和热固性两种类型，该原料的价格与油价和其他能源价格密切相关。最常见的热固性树脂有环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸乙酯和氨基塑料。

因复合树脂具有质轻，可塑性强，生产时间短，环保，耐腐蚀，能够回收利用，使用寿命长等许多优点，所以在公共交通中的用途相当广泛。复合树脂还可以用于提高燃料的利用效率，对环境保护都有推动作用。另外复合树脂还广泛应用于牙科美容方面，对于前牙和后牙洞修复填充亦有良好的效果。

基本信息

中文名
复合树脂
外文名
compound resin
分为
热塑性和热固性
性能
受热软化、冷却硬化
简介
复合树脂一般分为热塑性和热固性两种类型。复合树脂原料的价格与油价和其他能源价格密切相关，如果原油成本上涨的话，复合树脂的成本也将随之增加。复合树脂的应用对提高燃料效率和环境保护都有推动作用。

分类
复合树脂一般分为热塑性和热固性两种类型。热塑性树脂具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。最常见的热塑性树脂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯。热固性树脂在加热、加压或在固化剂、紫外光作用下进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质。此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动。最常见的热固性树脂有环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸乙酯和氨基塑料。

优点
复合树脂具有许多优点，如质轻，可塑性强，生产时间短，环保，耐腐蚀，能够回收利用，使用寿命长等，但也有一些不足，例如初始成本高，与传统金属相比更难设计。复合树脂在公共交通中的用途相当广泛，对内可用来制作公共车辆墙板、窗框、隔板、地板、天花板、甲板、行李架、座椅、门等等;对外可以用来制造减震器、碎片防护板、隧道加固板、鱼尾板等等。