pg游戏官方网站app【复材资讯】复合材料常用热固性、热塑性的树脂基体

　　基体结合增强纤维，赋予复合材料零件形状，并决定其表面质量。复合基体可以是聚合物、陶瓷、金属或碳。本文是一个选择指南：

　　基体结合纤维增强件，在纤维之间传递载荷，使复合材料部件具有净形状，并决定其表面质量。复合材料基体可以是聚合物、陶瓷、金属或碳。聚合物基体是商业和高性能航空航天应用中最广泛使用的复合材料。陶瓷和金属基体通常用于非常高温的环境，如发动机。碳作为基体用于极端高温的应用，如碳/碳制动器和火箭喷嘴。

　　复合材料中最广泛使用的聚合物是热固性树脂，这是一类塑料树脂，当通过热和/或化学（催化剂或促进剂）或其他方式固化时，其基本上不可溶解。固化后，热固性材料不能恢复到其未固化状态。尽管目前商业使用的几乎所有热固性材料都来源于石油原料，但生物树脂领域的研发和商业化仍在不断发展。生物树脂主要是为了使用可再生农业原料而开发的，它包括不同比例的多元醇（来自大豆）和乙醇（来自玉米）。

　　不饱和聚酯树脂由于其易于处理、机械、电气和化学性能的良好平衡以及相对较低的成本，是商业和大规模生产应用中使用最广泛的热固性树脂。（饱和聚酯是热塑性聚合物。）通常与玻璃纤维增强剂结合，聚酯能很好地适应一系列制造工艺，最常用于开模喷涂、压缩成型、树脂传递模塑（RTM--Resin Transfer Moulding）和铸造。聚酯提供了用于块状模塑化合物（BMC-bulk molding compounds）和片状模塑化合物（SMC-sheet molding compounds）的主要树脂基体，这些化合物通过压缩成型进行加工。

　　聚酯配方的性能可以根据乙二醇和酸元素以及反应性单体（最常见的是苯乙烯）的选择进行修改，以满足特定的性能标准。苯乙烯的添加量高达50%，以降低粘度，使树脂更易于处理和加工。聚酯树脂通常根据其基本成分而有所不同。例如，邻苯二甲酸是建立在邻苯二甲酸基础上的。异聚酯树脂以间苯二甲酸为基本成分，与正聚酯相比，具有优异的耐化学性和耐热性。对苯二甲酸聚酯树脂含有对苯二甲酸，与传统的异聚酯相比，其配方可提高韧性。双环戊二烯（DCPD）改性聚酯。可以具有较低的粘度并且在较低的苯乙烯含量下提供良好的性能。然而，DCPD在室温下固化，因此需要加热的储存和处理设施。

　　苯乙烯使聚酯树脂能够通过交联分子链从液体固化为固体。然而，聚酯树脂会在很长一段时间内自行凝胶。因此，在树脂制造过程中经常添加少量抑制剂，以减缓这种作用并延长树脂的保质期。即使没有抑制剂，聚酯的聚合速率也太慢，无法实现复合材料成型，因此添加了催化剂和促进剂来加速固化。催化剂在成型前加入到树脂中，以激活交联，但不参与聚合反应。与聚酯一起使用的催化剂包括甲基乙基酮过氧化物（MEKP）和过氧化物。充分混合是重要的，催化剂与树脂重量的比例影响固化速率，并可能影响固化程度。例如，1%通常被视为慢速混合物，2%是常见的供应商规范，3%是快速固化混合物。然而，添加超过4%重量的催化剂可能导致固化失败。

　　将促进剂添加到催化的树脂中以使反应能够在车间温度和/或以更高的速率进行。因为在没有催化剂的情况下，促进剂对树脂的影响很小，所以聚酯制造商有时会将它们添加到树脂中，以产生预加速树脂。钴是一种常见的促进剂。固化是放热的：当组分交联时，它们会释放热量。制造商可以通过仔细配制催化剂包（可能包括促进剂，但也包括抑制剂和促进剂），在保质期、适用期（固化前的时间）、凝胶时间、固化温度和粘度方面控制固化曲线。

　　一系列其他添加剂——有时被称为改性剂——提供了修饰的加工或性能属性。最常见的是颜料、填料和阻燃剂。尽管颜料仅以树脂重量的约3%添加，但如果它们与树脂不相容，则它们的使用会影响固化并使最终层压板降解。填料，如研磨纤维、短切纤维和玻璃微球，通常以高达50%的量添加，以帮助降低成本、促进成型或防止厚层压板中的放热。某些填料也有助于成品复合材料的耐火性。

　　开发无卤阻燃剂是因为已知卤素（即溴，与氟、氯、碘和砹（astatine）一起占据元素周期表的VIIA族）在暴露于火焰时会释放有毒和腐蚀性气体。三水合氧化铝（ATH）是Huber Engineered Materials（美国乔治亚州亚特兰大市）在MoldX产品中使用的一种替代品。据报道，Huber的ATH产品能够在不改变粘度的情况下实现更高的负载量，从而获得优异的模具流动性，并在不牺牲阻燃性能的情况下显著减少含卤素阻燃剂。R.J.Marshall公司（美国密歇根州绍斯菲尔德）开发了其Maxfil产品线，有三种ATH等级，可提供不同的颗粒尺寸，以及ATH和碳酸钙的混合物，用于阻燃和抑烟不那么关键的应。