高性能樹脂基復合材料英文

❶ 樹脂基復合材料

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❷ 高性能樹脂基復合材料的介紹

本書可作為高等院校材料類專業本科高年級學生及碩士研究生的教材，也可作為從事復合材料科研、設計、生產及應用人員的參考書。

❸ 復合材料 英語翻譯

reced CTE for high loadings：

為了較高的承抄載力降低（減襲小）熱膨脹系數
CTE：熱膨脹系數（Coefficient of Thermal Expansion）；
high loading：高承載力（高載荷）

❹ 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。

❺ 高性能樹脂基復合材料的內容簡介

本書是根據材料類專業碩士研究生培養療案和課程設置的要求編寫的，共6章，主要專介紹了高性屬能復合材料基體(如環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、芳基乙炔樹脂、硅炔樹脂、硼硅炔樹脂等)的結構與性能、合成方法和固化性能；高性能增強材料(如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、PBO纖維、陶瓷纖維等)的結構與性能、製造方法；復合材料的界面；高性能樹脂基復合材料的成型工藝，如纏繞成型、拉擠成型、袋壓成型、模壓成型等。

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常用塑料性能介紹--聚碸（、PSF） 2007-10-20 16:35
聚碸（PSU、PSF）的介紹

聚碸(PSU)Polysulphone 玻璃化溫度：185℃

聚碸（PSU）是一類在分子主鏈上含有碸基的芳香族非結晶高性能的熱塑性工程塑料。分為透明、不透明和填充品級3種規格。由於聚碸的主鏈為苯環，通過醚、碸、異丙基等基「鉸鏈「聯接而成，因此兼有聚芳碸的剛性、耐熱性及聚芳醚的柔性。PSU是透明、水解穩定的塑料，尺寸穩定性好，在室溫下具有良好的形變穩定性；加熱形變溫度為175℃，具有突出的熱穩定性，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度為190℃，能在-100℃～+150℃范圍內保持良好的性能。PSU具有優良的力學性能，拉伸強度為70～75MPa，彎曲模量2680MPa，並具有突出的長期耐蠕變性，在長期時間使用過程中機械性能仍能保持不變。PSU還具有優異的介電性能，即使放置在水中或190℃下仍能保持很高的介電性能，在150℃下長時間熱老化時，其物理性能和電性能變化甚小，且耐蒸汽性能優良，它的壽命在145℃蒸汽下至少為12年，同時在寬的溫度和頻率范圍內保持良好的電性性能，其耐燃性能滿足更嚴格的安全要求，在耐輻射性方面為塑料的最佳品種。PSU易於加工成型、能達到精密的公差，除濃硝酸、濃硫酸外，對其他酸、鹼、醇、脂肪烴等化學物品穩定。

PSF的分子結構式如下圖：

PSU的制備方法：工業上，PSU的制備方法是先由氯苯與氯磺酸反應製成對氯苯磺醯氯，再與氯苯在三氯化鋁催化下縮合成4，4『-二氯二苯碸。接著與由雙酚A和氫氧化鈉在二甲基亞碸等溶劑存在下反應生成的雙酚A鈉鹽反應縮聚成PSU。

PSU的應用狀況：PSU的應用十分廣泛，在電子電氣領域，PSU可用於製作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱和集電環等電氣零件，印刷電路板、軸套、罩、TV系統零件、電容器薄膜、電刷座、鹼性蓄電池盒等；在汽車、航空領域，PSU可用於製作防護罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、雷管、電子發火裝置元件、燈具部件、飛機內部配件和飛機外部零件、宇航器外部防護罩等。還可用於PSU製作照明器檔板、電傳動裝置、感測器等，世界市場上用來製作機艙部件的聚碸類聚合物需求在繼續增長，主要是由於這類聚合物燃燒時釋放的熱量少、產生的煙霧少，有毒氣體擴散量少，完全符合安全規定的使用要求；在廚房用品市場上，PSU可代替玻璃及不銹鋼製品用於製造蒸汽餐盤、咖啡盛器、微波烹調器、牛奶及農產品盛器，蛋炊具及擠奶器部件、飲料和食品分配器等產品。PSU為無毒製品，可製成反復與食品接觸的用具。PSU作為透明新材料，耐熱水、水解穩定性優於其他任何一種熱塑性塑料，故可用於製作咖啡壺等。用PSU製作的連接管，用於玻纖或玻纖增強的聚酯砌面，管外層強度高，管內層耐化學品，較鋼管輕，且透明，便於臨控，常用於食品工業和製作強光燈的燈盞；在衛生及醫療器械方面，PSU可用於製作外科手術盤、噴霧器、加濕器、接觸透鏡夾具、流量控制器、器械罩、牙科器械、液體容器、起搏器、呼吸器和實驗室器械等。PSU用於製作各種醫療製品較玻璃製品成本低，而且不易破裂，故可用於儀器外殼，齒科儀器，心瓣盒，刀片清理系統，軟接觸鏡片的成型盒，微型過濾器，滲析膜等。PSU還可用於鑲牙，其粘接強度比丙烯酸高一倍；在日用品方面，PSU可用於製作加濕器、吹風機、服裝汽蒸、照相機盒，放映機元器件等耐熱、耐水解產品。經0.4～1.6MGy輻射和良好乾燥過的PSU粒料，在310℃和模溫170℃下很容易注塑成型，適用於層壓材料的粘合劑，所有帶硅烷的聚碸如PSU-SR、PKXR等均可作為粘合劑，用於上漿玻纖和石墨纖維製作復合材料，用石墨織物增強的帶硅烷基的PSU，可製作升降舵等飛機部件。PSU在加上固體潤滑劑聚四氟乙烯後，可增加耐磨性和物理機械性能，也應用於制備耐磨性塗料；除此之外，PSU還可製造各種化工加工設備（如泵外罩、塔外保護層等）、食品加工設備、污染控制設備、奶製品加工設備及工程、建築、化工用管道等。

PSU開發利用前景：目前PSU主要用於電子、電氣方面。電子、電氣向小型、輕量、耐高溫方向發展，促進了PSU消費的增長。在汽車，航天、醫療、衛生中PSU的需求量仍在保持穩定增長的勢頭。美國1997年消耗碸樹脂近1330噸，絕大部分為PSU，年需求增長率為8%～10%，其消費分配為電子、電氣佔35%，食品、日用品佔25%，汽車、航空等佔15%，醫療佔12%，工業佔4%，其他佔9%；西歐1997年PSU的消費量為2500噸，其用途分配為電子、電氣佔46%，汽車、航空佔28%，醫療設備佔10%，工業佔10%，其他佔6%。西歐對PSU的年消費增長率為14%～17%，到2000年，需求量可達近4000噸；日本1997年PSU的消費量為950噸，年均增長率為7%～8%，到2000年需求量將達到約1200噸。日本在光學應用領域內，在透鏡生產中，PSU已取代PMMA和PC，這些光學感測器可用於自動控制器內，已形成市場規模。此外，在保險盒的應用中，也消耗掉100噸PSU樹脂。目前我國PSU的生產能力不足700噸/年，產量約400噸/年，生產廠家主要有上海曙光化工廠（300噸/年）、大連第一塑料廠（200噸/年）和吉林大學（200噸/年）等，大多處於中試生產規模，產量難以滿足國內市場的需求，還需靠進口來彌補；另外產品在質量上同國外相比也有很大差距。國內在食品、衛生、醫療等領域內的應用開發工作僅處於初始階段，改性合金產品還有待於進一步開發。因此發展聚碸產品將會大有可為，開發利用前景廣闊。

聚碸（PSF)介紹

聚碸是分子主鏈中含有鏈節的熱塑性樹脂，英文名Polysalfone（簡稱PSF或PSU）有普通雙酚A型PSF（即通常所說的PSF），聚芳碸和聚醚碸二種。

PSF是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學性能優異，剛性大，耐磨、高強度，即使在高溫下也保持優良的機械性能是其突出的優點，其范圍為為-100～150℃，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度為 190℃，熱穩定性高，耐水解，尺寸穩定性好，成型收縮率小，無毒，耐輻射，耐燃，有熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內有優良的電性能。化學穩定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、鹼、鹽、在酮，酯中溶脹。耐紫外線和耐候性較差。耐疲勞強度差是主要缺點。

PSF成型前要預乾燥至水份含量小於0.05%。PSF可進行注塑、模壓、擠出、熱成型、吹塑等成型加工，熔體粘度高，控制粘度是加工關鍵，加工後宜進行熱處理，消除內應力。

PSF可做成精密尺寸製品。主要用於電子電氣、食品和日用品、汽車用、航空、醫療和一般工業等部門，製作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽，絕緣套管、線圈骨架、接線柱，印刷電路板、軸套、罩、電視系統零件、電容器薄膜，電刷座，鹼性蓄電池盒、電線電纜包覆。

PSF還可做防護罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、飛機內外部零配件、宇航器外部防護罩，照相器檔板，燈具部件、感測器。代替玻璃和不銹鋼做蒸汽餐盤，咖啡盛器，微波烹調器、牛奶盛器、擠奶器部件、飲料和食品分配器。衛生及醫療器械方面有外科手術盤、噴霧器、加濕器、牙科器械、流量控制器、起槽器和實驗室器械，還可用於鑲牙，粘接強度高，還可做化工設備（泵外罩、塔外保護層、耐酸噴嘴、管道、閥門容器）、食品加工設備，奶製品加工設備、環保控制傳染設備。

聚芳碸（PASF）和聚醚碸（PES）耐熱性更好，在高溫下仍保持優良機械性能。

聚碸—新世紀的塑料新星 【2003-2-27】

聚碸（PSF）因具有優異的物理機械和熱性能、耐高溫蠕變、耐水解、無毒、電絕緣性好及耐紫外線，並且其產品質輕、成本低，不但能取代各種塑料，也可代替金屬，能用注射、擠出、模壓等通用的方法進行加工，在電子、機械、儀表、醫療器械、航空、汽車等領域內已經獲得了廣泛的應用，並保持穩定的增長勢頭。

電子電氣領域：電子電氣目前是PSF的消費大戶，電子電氣向小型、輕量、耐高溫方向發展，促進了PSF消費的增長。PSF可用於製作各種接觸器、接觸件、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱和電環等電氣零件、印刷電路板、軸套、罩、影視系統零件、電容器薄膜、電刷座、鹼性蓄電池盒等。

汽車、航空領域：在航空航天和汽車製造領域，PSF適用於製作防護罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、雷管、電子發火裝置元件、燈具部件、飛機內部配件和飛機外部零件、宇航器外部防護罩等。此外，PSF還可以製作照明器擋板、電傳動裝置、感測器。在世界范圍內，用來製作機艙部件的聚碸類聚合物需求在不斷增長，主要是由於這類聚合物燃燒時釋放的熱量少，產生的煙霧少，有毒氣體擴散量少，完全符合安全的使用要求。

炊具、食品加工機械：PSF為美國FDA確認的無毒製品，可製成反復與食物接觸的用具。PSF作為透明新材料，耐熱水、水解穩定性優於其他熱塑性塑料，可代替玻璃及不銹鋼製品，能達到需要的性能標准。

在廚房用品市場上，PSF產品有蒸汽餐盤、咖啡盛器、微波烹調器、牛奶及農產品盛器、蛋炊具及擠奶器部件、飲料和食品分配器等。在食品包裝方面，PSF可用於各種容器內器皿，利用其透微波性好的特點來製作微波器皿。此外，PSF還可用作連接管，管的外層強度高，內層耐化學品，較鋼管輕且透明，便於臨控，常用於食品工業和製作強光燈的燈罩。

在衛生、醫療領域，PSF完全符合衛生要求，能經得起130℃蒸汽反復消毒，用於衛生醫療器械可代替不銹鋼、鋁等以降低成本。可用PSF製作的醫療器械有：外科手術盤、噴霧器、加濕器、接觸透鏡夾具、流量控制器、器械罩、牙科器械、起博器、呼吸器等。用PSF製作的醫療製品較玻璃製品成本低、而且不易破裂，故用於儀器外殼、齒科儀器、心瓣盒、刀片清理系統、軟接觸鏡片的成型盒、微型過濾器、透析膜等。還可用於鑲牙，其強度比聚丙烯酸酯高一倍。

日用品應用領域：用PSF製作的日用品主要為耐熱耐水解的產品，有加濕器、蒸汽熨斗、照相機盒、放映機元件等。

粘合劑、塗料：所有帶硅烷的聚碸均可作為粘合劑。用於上漿玻纖和石墨纖維，製作復合材料。用石墨織物增強的帶硅烷基的PSF可製作升降舵等飛機部件。PSF和固體潤滑劑聚四氟乙烯並用，可製作耐磨性塗料。

工業應用領域PSF還可以製造各種化工加工設備，有泵外罩、塔外保護層、食品加工設備、污染控制設備、奶製品加工設備及工程、建築、化工用管道等。

美國對PSF的年需求增長率為8％～10％、西歐對PSF的年需求增長率為14％～17％、日本對PSF的年需求增長率為7％～8％PSF。聚碸在國際市場上供不應求，美國、西歐、日本均需進口。在國內，食品、衛生、醫療等領域內的應用與開發尚處於初始階段，從發展趨勢來看，對PSF的需求將會持續穩定增長。

聚碸類樹脂簡介

聚碸類樹脂是20世紀60年代中期以後出現的一類熱塑性工程塑料，是一類主鏈上含有碸荃和芳核的非結晶性熱塑性工程塑料。按其化學結構可分為脂族聚碸和芳族聚碸。脂族聚碸不耐鹼，不耐熱，無實用價值，而芳族聚碸中的雙酚A聚碸及其改性產品--非雙酚A的聚芳碸，以及聚醚碸，則有較廣泛的用途，是業已商業化生產的高分子量聚碸樹脂。雙酚A聚碸樹脂是美國聯碳公司（UCC）於1965年開發成功的，商品名為Udel polysuifone；聚芳碸是美國3M公司在1967年開發成功的，商品名為Astrel；聚醚碸由英國卜內門公司（ICI）於1972年開發成功的，商品名為Victrex。聚碸類樹脂結構中的氧都具有高度共振二芳基碸集團，硫原子處於完全氧化狀態，碸基的高共振使聚碸類樹脂具有極其出色的耐氧化性能和耐熱性能，具有出色的熔融穩定性，這些都是高溫模塑和擠出成型必須具備的加工性能。

聚碸

聚碸（PSF）是一種透明、耐高溫、極穩定的高性能熱塑性工程塑料。它具有無定形性、低燃燒性、冒煙性小，在將近玻璃化轉變溫度374°F時仍保持很好的介電性能。這些性質主要是由聚碸的分子結構中二芳碸基團決定的。這種基團有從苯環上吸電子的趨勢。碸基團的對位氧原子共振並且產生抗氧化性。高共振也使鍵有所增強，使基團形成平面結構。因此在高溫條件下，該聚合物具有很好的熱穩定性和剛度。醚鍵使分子鏈具有柔曲性，所以具有很好的沖擊強度。因為連接苯環的鍵具有水解穩定性，所以聚機不易水解並且耐酸、鹼溶液。

聚碸（PSF）可通過一般的熱塑性塑料加工設備進行加工，但需在高溫條件下。在注塑、擠出、熱成型前，必須對之進行乾燥。

聚碸（PSF）的性能：

聚碸耐酸、鹼、鹽溶液並且耐洗滌劑、油以及醇類，甚至在有壓力高溫條件下也行。它不耐於極性溶劑如酮、鹵代烴以及芳烴。

聚碸可以在300°F蒸汽中連續使用。在180°F水中，最大承受壓力為13.8MPa（靜態負荷）和 17.2 MPa(間歇負荷)。為保持長期透明性和抗沖擊性不變，於180°F水中，其最大承受壓力為3.5MP（靜態負荷）、6.9MPa（間歇負荷）。水溫度越低，其承受壓力越高：例如在72°F時，最大承受壓力為20.7MPa（靜態負荷）、24.7MPa（間歇負荷）。在室溫20.7MPa壓力下，經過10000h，聚碸的蠕變（應變）只有1％。在210°F、2.07MPa的應力下，經過1年後，總應變仍低於2％。在300°F長期使用後，聚碸的強度和模量增加10％，絕緣強度保持90％，抗沖擊強度保持70％。聚碸的拉伸沖擊強度可達200ft．lb/in2。當暴露在高溫下的開始幾個月中，如300°F會產生退火效應而可降低其30％的性能值。但這些性質在兩年測試期中保持恆定。

美國保險商協會實驗室定出聚碸可在320°F下連續使用。由於它的玻璃化轉變溫度（Tg）為374°F，所以它在間歇使用時可承受更高的溫度。Amoco公司Udel牌的聚碸已被美國食品和葯物管局（FDA）認可並且應用於食品行業，一次或多次應用。

聚碸具有很好的綜合電性能：盡管介電常數和損耗因素很低，但仍具有高介電強度和體積電阻率。並且可以在很廣的溫度和頻率（甚至微波頻率）范圍內保持恆定不變。

聚碸可以進行鎳和銅的化學電鍍並具有20 lb/in的粘結強度。

聚碸的品級：聚硯的注塑級、擠塑級中都有透明和不透明產品。還有特殊的醫用級可符合美國葯典 XIX Class VI的要求。

聚碸的應用

聚碸廣泛應用於需要滅菌的醫用設備部件。

聚碸在食品加工設備中的應用包括：蒸汽平鍋、咖啡濾器、制咖啡機具、擠奶機具、鉗子、刮刀片和管子。

聚碸在管道應用中可代替金屬，包括閥門組件和管道配件。它具有耐氯氣、防腐蝕等的優點。

聚碸可用於許多半透膜，如腎透析。反滲透和超濾等。

電子、電器應用包括連接器、熔斷器。電池殼體、開關、電容器膜以及集成電路板。

在化學加工設備應用中，如用於泵。濾板、塔填料和防腐管材。

聚碸的成型加工性能

聚碸可採用注射、擠出、吹塑、旋轉等各種方法成型。通用級、熔化流動級適用於注射、擠出成型；高分子量的型號可採用吹塑、擠出成型。樹脂本身呈透明琥珀色並可以著色。也可與玻璃纖維、無機填料、碳纖維以及氟塑料製成復合物。

聚碸在成型過程中對剪切速率不敏感，粘度較高，熔融流動中的分子定向較低，易獲得均勻的製品，易進行規格和形狀的調整，適合於擠出成型加工異形製品。

1．聚硯的流動性：在當剪切速率較低時，低密度聚乙烯與聚苯乙烯的熔融粘度要高於聚碸和聚碳酸酯。但隨著剪切速率增加，由於流動方向的定向度降低，LDPE和PS的熔融核度急劇下降，而PC和PSF的變化不大。在高溫時粘度都較低。在成型加工時可以調整螺筒與棋具的溫度來控制其流動性。PSF的粘度—溫度曲線的斜率與PC一致，故擠出機、注射機和模具若採用與PC相同的成型設備，便可獲得較好的PSF製品。

2．原料乾燥：PSF原料在成型前必須充分乾燥，否則製品表面會出現氣泡、銀絲現象。一般庫存的原料含濕率約0.3％，須干操到0.05％以下。下角料經粉碎、乾燥後可再生利用。

3．成型加工

4．模具：設計模具時應注意使熔融流動的阻力最小，採用高溫高壓注射成型時應使物料流程最短。注射嘴直徑應大於3mm，當製品尺寸達100mm時注射嘴直徑應大於4mm。

❼ 高性能纖維復合材料有哪些

復合材料，是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。

復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

復合材料應用廣泛，主要在基礎建設和建築工程領域、交通運輸領域、汽車復合材料、能源與環保領域、航空航天領域。其中，風電、高鐵和汽車、高溫氣脫硫、軍工用復合材料是發展熱點領域。

高性能復合材料顧名思義，就是性能較高的復合材料。

按照合成的原料不同，高性能纖維主要分為碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高分子聚乙烯纖維等，其中碳纖維、芳綸纖維、超高分子聚乙烯纖維是當今世界三大高性能纖維，而碳纖維尤其值得關注。

據美國市場研究機構提供的數字，2015年前，全球碳纖維市場需求將保持13%的增長，而我國對碳纖維的需求增速卻明顯快於全球。據估計，至2015年，我國對碳纖維總體需求將達1.6萬噸。而根據新材料產業規劃，「十二五」末我國碳纖維產能為1.2萬噸。

而目前碳纖維新材料已進入快速擴張期，未來航天航空、油氣開發、汽車、電子等領域將帶動碳纖維材料需求大幅增長。據了解，日、美、德等國技術壟斷集中度較高，原絲、炭化等關鍵環節由日、美等國控制，其中，小絲束碳纖維生產基本上被東麗、東邦和三菱等日本企業所控制，三者市場佔有率達到70%左右，大絲束則主要由美國卓爾泰克、德國西格里和日本東邦控制，市場佔有率為80%左右。

❽ 碳纖維增強樹脂基復合材料有哪些性能

碳纖維增強樹脂基復合材料rarhnn fiber reinforced resin matrix composite以碳纖維及其製品增強的樹脂基復合材 料。
這種回復合材料比強度和模量答高，其，卜比模量是芳綸增強 復台材料的2倍，是玻璃纖維增強復合材料的4一5佑，抗蠕 變性能也優於這二者，耐疲勞性能優良，摩擦系數和磨損率 低，具有自潤滑性;耐熱性能取決於樹脂，如酚醛樹脂可耐 2}nr ,聚酞亞胺可耐31D},;導熱、導電性能良好;熱膨脹系 數小，耐化學腐蝕性能優良。缺點是層間剪切強度和沖擊強 度低，價格昂貴。主要成型工藝有接觸成型(手糊)、纏繞成 型、低壓(袋壓、熱壓罐)成型及層壓和模壓成型等。主要應用 十航空航大工業中作主、次及非承力結構材料，如機翼、副翼、 尾翼、噴管、火箭殼體等，少量用於某些醫療器械、體育用品及 自潤滑耐磨機械零件，如齒輪、軸承等。