1.2 树脂的概述
树脂一般说的是常温下为固体或半固体的少数情况下为液体的有机聚合物,它在受到外界温度上升的情况时,会有软化的,在外力的作用下会有流动的倾向的物质。笼统的说,能用来当作塑料产品加工原料的所有高分子的化合物都可以被说是树脂。也就是所树脂就是用来做塑料的最主要的原料,也用来作喷涂料(也是碰涂料的最主要的成膜物质)、黏合剂、绝缘制品等,合成树脂运用在工业生产当中,被大量的使用在液体里杂质的分离和提纯,有大孔吸附树脂、离子交换树脂、和专用树脂。
1.2.1 树脂的分类
拥有热固性质的树脂(玻璃钢通常是使用此类树脂):聚氨酯/呋喃/环氧/酚醛/脲醛/三聚氰胺甲醛树脂等。
拥有热塑性质的树脂:聚苯醚/橡胶/聚苯乙烯/聚丁二烯/聚四氟乙烯等。
我们所说的合成树脂通常说的是为人工运用特定的方法合成的一种高分子的聚合物。合成树脂最主要的运用是用来制作塑料用品。为了使加工方便和性能方面的提升,通常在其中加入助剂,有的时候也能直接用来制造成形,所以经常变成是塑料的同义词。合成树脂同样能用来制造合成纤维、喷涂料、胶粘剂、绝缘材料等的基本原材料。合成树脂的品种多种多样,其中聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和ABS树脂是5种最常用的树脂型号,是最最常用的合成树脂的材料。
1.3 碳纤维概述
1.3.1 碳纤维的概念
碳纤维(carbon fiber,常被称为CF),是一种含碳量在95%左右的具有高强度、高模量纤维的一种新型纤维复合材料。它主要是由片状的石墨微晶体等有机的纤维朝着纤维轴的方向堆砌而形成的,经过碳化以及石墨化的处理从而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有很独特的特点,在相同的条件下,它的质量比通常我们常见的金属,比如铝、镁还要轻,但是它的强度却是要比钢铁还要优越,并且它竟然还是具有耐腐蚀、高模量等的超强的特性,在国防和民生等诸多方面都是适用与耐用的材料。它不仅仅是具有碳材料都包含的特性,它又是具有纺织纤维才会拥有的比如柔软的可加工的性能特征,是新一代性能及其优越的增强型纤维材料。碳纤维和传统的玻璃纤维等相比,杨氏模量是其3倍还多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是它的2倍左右,在许多的有机溶剂、多数酸、碱中也不溶、不胀,所以,相对于许多复合材料,它的耐蚀性也非常出众。
碳纤维的物理性质:碳纤维不仅有碳材料所拥有的强抗拉力也同样具有纤维那样柔软的可加工性,是一种力学性能相当优异的新型纤维材料。碳纤维的拉伸能力约为2到7GPa,拉伸的模量大约是200到700GPa。密度范围1.5到2.0g每一立方厘米,除了和原丝的构造有关以外,主要的是与在炭化处理时的温度有着很大的关系。一般在温度约为3000℃时对其进行石墨化处理,它的密度大约可以达到2.0g每一立方厘米。由于它的重量非常轻,它的比重比铝还要轻一些,不到钢的1/4,它的比强度却是铁的20倍左右。碳纤维在所有的具有强悍性能的纤维中拥有最高的比强度和比模量。同镁、铝、铁、钢等一些早年十分受欢迎的金属材料相比,它在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等的良好性质。碳纤碳除了拥有比一般碳素材料优越的特性外,它的外形也有明显的各向异性柔软,可加工成为各种织物,又因为它的比重小, 朝着纤维轴方向表现出它的很高的强度,碳纤维增强型的环氧树脂复合材料,它们的各个方面的综合的性能和指标要求方面,在现在存在的结构材料之中都是最高、最优越的。