先進(jìn)復(fù)合材料叢書(shū)由中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)組織編寫(xiě),并入選國(guó)家出版基金項(xiàng)目。叢書(shū)共12冊(cè),圍繞我國(guó)培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標(biāo),促進(jìn)我國(guó)復(fù)合材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化,按全新研究進(jìn)展評(píng)述、國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用對(duì)比分析、未來(lái)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向預(yù)測(cè)的思路,論述各種先進(jìn)復(fù)合材料。本書(shū)為《高性能熱固性樹(shù)脂》分冊(cè),全書(shū)共9章,對(duì)各類熱固性樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)、合成反應(yīng)、固化機(jī)理和典型性能進(jìn)行了論述,并在樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)表征、成分分析以及固化物微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控研究等方面進(jìn)行了探究,對(duì)聚合物陶瓷前驅(qū)體也進(jìn)行了論述。本書(shū)內(nèi)容先進(jìn),適合從事復(fù)合材料研究的科研人員參考,也可供新材料研究院所、高等院校、新材料產(chǎn)業(yè)界、政府相關(guān)部門、新材料技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域的人員參考。
先進(jìn)復(fù)合材料叢書(shū)由中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)組織編寫(xiě),并入選國(guó)家出版基金項(xiàng)目和十三五國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目。叢書(shū)共12冊(cè),圍繞我國(guó)培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標(biāo),促進(jìn)我國(guó)復(fù)合材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化,按全新研究進(jìn)展評(píng)述、國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用對(duì)比分析、未來(lái)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向預(yù)測(cè)的思路,論述各種先進(jìn)復(fù)合材料。叢書(shū)力圖傳播我國(guó)產(chǎn)學(xué)研全新成果,在先進(jìn)復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用需求之間建立技術(shù)發(fā)展路徑,對(duì)復(fù)合材料研究和應(yīng)用發(fā)展方向做出指導(dǎo)。從書(shū)體現(xiàn)了技術(shù)前沿性、應(yīng)用性、戰(zhàn)略指導(dǎo)性。樹(shù)脂基體是復(fù)合材料的重要原材料之一。樹(shù)脂基體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~40%,體積分?jǐn)?shù)為40%~50%。樹(shù)脂基體作為復(fù)合材料的連續(xù)相,有效地將增強(qiáng)纖維連接黏合成為一個(gè)整體,并在增強(qiáng)體之間傳遞載荷。樹(shù)脂基體決定了復(fù)合材料的成型工藝、耐熱溫度和耐濕熱性能,對(duì)其力學(xué)、絕緣、透波、隱身等性能也有重要影響。調(diào)節(jié)增強(qiáng)纖維和樹(shù)脂基體之間界面作用的上漿劑,其化學(xué)本質(zhì)也更偏重于樹(shù)脂基體。樹(shù)脂基體主要分為熱固性樹(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬樹(shù)脂、聚酰亞胺、氰酸酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂等)和熱塑性樹(shù)脂(尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮等)兩大類。熱塑性樹(shù)脂由于具有高抗沖、成型速度快且易回收再利用等優(yōu)點(diǎn),加之近年來(lái)其成型裝備技術(shù)的不斷提升,在復(fù)合材料領(lǐng)域重新受到重視。由于熱塑性樹(shù)脂基體覆蓋聚合物種類多,本書(shū)只限于對(duì)熱固性樹(shù)脂和聚合物陶瓷前驅(qū)體進(jìn)行論述。航空航天對(duì)復(fù)合材料日趨擴(kuò)大的應(yīng)用是樹(shù)脂基體性能不斷提升和技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力。商用客機(jī)大型碳纖維復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)件大量應(yīng)用高強(qiáng)韌的環(huán)氧樹(shù)脂,超音速戰(zhàn)機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件直接推動(dòng)了耐熱性能優(yōu)良的雙馬樹(shù)脂的使用,飛機(jī)雷達(dá)天線罩則使電性能優(yōu)異的氰酸酯樹(shù)脂獨(dú)占鰲頭,再入式航天飛行器燒蝕防熱材料提供了高殘?zhí)悸史尤?shù)脂獨(dú)特的用武之地,航空發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化外涵道則早應(yīng)用了耐高溫性能優(yōu)異的聚酰亞胺樹(shù)脂。在當(dāng)今世界大國(guó)之間著力發(fā)展高超聲速飛行器的激烈競(jìng)爭(zhēng)背景下,聚合物陶瓷前驅(qū)體作為一類新型的基體,在熱環(huán)境下使役的陶瓷基復(fù)合材料中發(fā)揮著基礎(chǔ)材料的關(guān)鍵作用。復(fù)合材料在民用領(lǐng)域的擴(kuò)大應(yīng)用尤其是5G通信的發(fā)展,對(duì)樹(shù)脂基體的低介電性能提出了新的挑戰(zhàn)。從基本性能的角度,高性能樹(shù)脂基體一直在向更高的強(qiáng)度和韌性、更優(yōu)異的耐高/低溫性、更長(zhǎng)的使役時(shí)間等方向發(fā)展;從特殊應(yīng)用功能的角度,樹(shù)脂基體在向更優(yōu)異的耐燒蝕性能、更低的介電常數(shù)、耐老化、抗靜電等方向發(fā)展;從加工工藝的角度,樹(shù)脂基體在向低溫成型、低成本高效率、多重工藝適用性等方向發(fā)展。然而,樹(shù)脂基體并不是一味追求單一性能的提高,而是更強(qiáng)調(diào)綜合性能的平衡,例如力學(xué)性能、耐熱性能和工藝性能三者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。近20年來(lái),國(guó)內(nèi)在耐高溫樹(shù)脂方面開(kāi)展了大量的研究,取得了很多不錯(cuò)的研究結(jié)果,但終獲得應(yīng)用突破還是在解決了成型工藝難題之后,例如近幾年系列化聚酰亞胺樹(shù)脂在航天高溫結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。航空復(fù)合材料領(lǐng)域以玻璃化溫度和復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度(CAI)作為樹(shù)脂基體的特征性指標(biāo),強(qiáng)調(diào)的就是耐熱性和力學(xué)性能的統(tǒng)一。鄰苯二甲腈樹(shù)脂之所以新近出現(xiàn)就能夠獲得若干應(yīng)用,也是因?yàn)樵谘邪l(fā)過(guò)程中注重了工藝性能,使其具備相對(duì)溫和的RTM工藝并且適應(yīng)預(yù)浸料工藝,而不僅僅是其具備優(yōu)異的耐熱性。近年來(lái),復(fù)合材料高性能樹(shù)脂方面的著述已有很多。本書(shū)更加注重對(duì)各類熱固性樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)、合成反應(yīng)、固化機(jī)理和典型性能進(jìn)行論述,并在樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)表征、成分分析以及固化物微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控研究等方面進(jìn)行有益的探究。本書(shū)內(nèi)容包括9章,其中第3章由中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所王志強(qiáng)、蘇韜、軒立新編著;第6章由四川大學(xué)冉啟超編著;其余各章由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所高技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)室人員編著:第1章由趙彤、周恒編著,第2章由趙曉娟、楊欣、黃偉編著,第4章由郭穎、劉鋒(現(xiàn)任職于鄭州大學(xué))、韓悅(現(xiàn)任職于華南理工大學(xué))、周恒、趙彤編著,第5章由李昊、趙彤、羅振華編著,第7章由周恒、韓悅、趙彤編著,第8章由范琳、劉儀編著,第9章由魯艷(現(xiàn)任職于中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所)、趙彤、韓偉健編著。后全書(shū)由趙彤、周恒統(tǒng)稿、定稿。由于時(shí)間倉(cāng)促,加之水平有限,本書(shū)疏漏和不妥之處在所難免,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。編著者
2020年9月
中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)于1989年1月,由王俊奎、宋煥成、吳人潔等7名教授的倡導(dǎo)發(fā)起成立,在民政部注冊(cè)登記的全國(guó)性學(xué)術(shù)團(tuán)體,歷經(jīng)七屆理事會(huì),現(xiàn)任理事長(zhǎng)為陳祥寶院士。目前學(xué)會(huì)擁有個(gè)人會(huì)員15000余名,單位會(huì)員150家,下設(shè)35個(gè)分支機(jī)構(gòu),主辦學(xué)術(shù)期刊《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》及全英文期刊《CompositesCommunications》。近年來(lái)學(xué)會(huì)年均開(kāi)展學(xué)術(shù)交流與產(chǎn)學(xué)研對(duì)接等各類活動(dòng)近百場(chǎng)次,參與專業(yè)人員近...。趙彤,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員,博士生導(dǎo)師。研究方向:應(yīng)用在熱結(jié)構(gòu)材料及高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的功能材料及特種樹(shù)脂,高性能高分子材料等,F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所高技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)室主任,熱固性高分子材料課題組組長(zhǎng)。周恒,中科院化學(xué)研究所副研究員。
第1章
概論 11
高性能熱固性樹(shù)脂發(fā)展背景及戰(zhàn)略意義12
高性能熱固性樹(shù)脂研究現(xiàn)狀13
高性能熱固性樹(shù)脂發(fā)展趨勢(shì)參考文獻(xiàn)
第2章
高性能環(huán)氧樹(shù)脂21
環(huán)氧樹(shù)脂概述22
高性能環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及合成思路23
環(huán)氧樹(shù)脂增韌24
環(huán)氧樹(shù)脂的自修復(fù)研究25
高強(qiáng)度高模量環(huán)氧樹(shù)脂研究26
超低溫環(huán)氧樹(shù)脂研究27
非熱壓罐成型環(huán)氧樹(shù)脂研究28
高壓RTM環(huán)氧樹(shù)脂研究29
高性能環(huán)氧樹(shù)脂面臨的挑戰(zhàn)及展望參考文獻(xiàn)
第3章
氰酸酯樹(shù)脂31
氰酸酯樹(shù)脂單體合成方法32
氰酸酯樹(shù)脂固化特性33
氰酸酯樹(shù)脂及其復(fù)合材料性能和應(yīng)用參考文獻(xiàn) 第4章高性能雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂41
雙馬來(lái)酰亞胺單體的合成工藝42
新型BMI單體43
新型改性劑44
幾種國(guó)內(nèi)外商品化雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂介紹參考文獻(xiàn)
第5章
酚醛樹(shù)脂51
酚醛樹(shù)脂的合成與固化52
酚醛樹(shù)脂的分析與表征53
酚醛樹(shù)脂的改性研究54
酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料的制備與應(yīng)用55
總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)
第6章
高性能苯并噁嗪樹(shù)脂61
概述62
高耐熱型苯并噁嗪樹(shù)脂63
阻燃型苯并噁嗪樹(shù)脂64
苯并噁嗪樹(shù)脂的功能特性65
苯并噁嗪樹(shù)