聚合物基复合材料主要有二大类:其一,是橡胶基复合材料,这类复合材料的生产技术,构成了现代橡胶加工工业的基础。其二,是树脂基复合材料,树脂是聚合物基复合材料的主要基体,因此树脂基复合材料又可称为“塑料基复合材料”。塑料基复合材料是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。 (一) 塑料基复合材料 塑料作为机械工程材料,其最大优点是密度小、耐腐蚀、可塑性好、易于加工成型。但是也存在很多缺点,比如强度低、弹性模量低、耐热性差等。 采用增强的塑料基复合材料就是改善塑料的好方法。使用最广泛的是纤维增强塑料。按纤维的性质可以把塑料基复合材料分为:玻璃纤维增强塑料,碳纤维增强塑料,砚纤维增强塑料,碳化硅纤维增强塑料和Kevlar纤维增强塑料。按基体材料可以把塑料基复合材料分为:热固性塑料、热塑性塑料。 1.玻璃纤维增强塑料 以玻璃纤维作为增强相的聚合物基复合材料在世界范围内已形成了产业,在我国俗称玻璃钢。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体,经复合而成。按照塑料的性质可以分为:热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。 (1)热固性玻璃钢 由体积分数为60-70%的玻璃纤维与30-40%的热固性树脂组成。主要特点:密度小、强度高、比强度超过一般的高强钢,耐腐蚀、绝缘、绝热等。但弹性模量低,在300℃以下使用。主要用于制造自重轻的受力构件和要求无磁性、绝缘、耐腐蚀的零件。 (2)热塑性玻璃钢 由体积分数为 20~40%的玻璃纤维与60~80%的热塑性树脂组成。具有高强度和高冲击韧性,良好的低温性能及低的热胀系数。 目前碳纤维增强塑料由于性能优于玻璃钢,主要用于航天和航空工业中制作飞机机身,螺旋浆,发电机的护环材料等。
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