先進復合材料叢書由中國復合材料學會組織編寫,并入選國家出版基金項目。叢書共12冊,圍繞我國培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標,促進我國復合材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化,按全新研究進展評述、國內(nèi)外研究及應(yīng)用對比分析、未來研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向預測的思路,論述各種先進復合材料。本書為《高性能熱固性樹脂》分冊,全書共9章,對各類熱固性樹脂的分子結(jié)構(gòu)、合成反應(yīng)、固化機理和典型性能進行了論述,并在樹脂的結(jié)構(gòu)表征、成分分析以及固化物微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控研究等方面進行了探究,對聚合物陶瓷前驅(qū)體也進行了論述。本書內(nèi)容先進,適合從事復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)咨詢機構(gòu)等領(lǐng)域的人員參考。
1.國家出版基金項目;
2.具有技術(shù)前沿性、戰(zhàn)略指導性、內(nèi)容原創(chuàng)性;
3.作者來自中國科學院化學研究所,代表了本領(lǐng)域國內(nèi)一流水平。
先進復合材料叢書由中國復合材料學會組織編寫,并入選國家出版基金項目和十三五國家重點出版物出版規(guī)劃項目。叢書共12冊,圍繞我國培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃和目標,促進我國復合材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展與相互轉(zhuǎn)化,按全新研究進展評述、國內(nèi)外研究及應(yīng)用對比分析、未來研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向預測的思路,論述各種先進復合材料。叢書力圖傳播我國產(chǎn)學研全新成果,在先進復合材料的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用需求之間建立技術(shù)發(fā)展路徑,對復合材料研究和應(yīng)用發(fā)展方向做出指導。從書體現(xiàn)了技術(shù)前沿性、應(yīng)用性、戰(zhàn)略指導性。樹脂基體是復合材料的重要原材料之一。樹脂基體的質(zhì)量分數(shù)為30%~40%,體積分數(shù)為40%~50%。樹脂基體作為復合材料的連續(xù)相,有效地將增強纖維連接黏合成為一個整體,并在增強體之間傳遞載荷。樹脂基體決定了復合材料的成型工藝、耐熱溫度和耐濕熱性能,對其力學、絕緣、透波、隱身等性能也有重要影響。調(diào)節(jié)增強纖維和樹脂基體之間界面作用的上漿劑,其化學本質(zhì)也更偏重于樹脂基體。樹脂基體主要分為熱固性樹脂(環(huán)氧樹脂、雙馬樹脂、聚酰亞胺、氰酸酯樹脂、酚醛樹脂、苯并噁嗪樹脂等)和熱塑性樹脂(尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮等)兩大類。熱塑性樹脂由于具有高抗沖、成型速度快且易回收再利用等優(yōu)點,加之近年來其成型裝備技術(shù)的不斷提升,在復合材料領(lǐng)域重新受到重視。由于熱塑性樹脂基體覆蓋聚合物種類多,本書只限于對熱固性樹脂和聚合物陶瓷前驅(qū)體進行論述。航空航天對復合材料日趨擴大的應(yīng)用是樹脂基體性能不斷提升和技術(shù)發(fā)展的源動力。商用客機大型碳纖維復合材料主結(jié)構(gòu)件大量應(yīng)用高強韌的環(huán)氧樹脂,超音速戰(zhàn)機復合材料結(jié)構(gòu)件直接推動了耐熱性能優(yōu)良的雙馬樹脂的使用,飛機雷達天線罩則使電性能優(yōu)異的氰酸酯樹脂獨占鰲頭,再入式航天飛行器燒蝕防熱材料提供了高殘?zhí)悸史尤渲毺氐挠梦渲,航空發(fā)動機輕量化外涵道則早應(yīng)用了耐高溫性能優(yōu)異的聚酰亞胺樹脂。在當今世界大國之間著力發(fā)展高超聲速飛行器的激烈競爭背景下,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合材料中發(fā)揮著基礎(chǔ)材料的關(guān)鍵作用。復合材料在民用領(lǐng)域的擴大應(yīng)用尤其是5G通信的發(fā)展,對樹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,高性能樹脂基體一直在向更高的強度和韌性、更優(yōu)異的耐高/低溫性、更長的使役時間等方向發(fā)展;從特殊應(yīng)用功能的角度,樹脂基體在向更優(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,樹脂基體并不是一味追求單一性能的提高,而是更強調(diào)綜合性能的平衡,例如力學性能、耐熱性能和工藝性能三者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。近20年來,國內(nèi)在耐高溫樹脂方面開展了大量的研究,取得了很多不錯的研究結(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脂在航天高溫結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。航空復合材料領(lǐng)域以玻璃化溫度和復合材料沖擊后壓縮強度(CAI)作為樹脂基體的特征性指標,強調(diào)的就是耐熱性和力學性能的統(tǒng)一。鄰苯二甲腈樹脂之所以新近出現(xiàn)就能夠獲得若干應(yīng)用,也是因為在研發(fā)過程中注重了工藝性能,使其具備相對溫和的RTM工藝并且適應(yīng)預浸料工藝,而不僅僅是其具備優(yōu)異的耐熱性。近年來,復合材料高性能樹脂方面的著述已有很多。本書更加注重對各類熱固性樹脂的分子結(jié)構(gòu)、合成反應(yīng)、固化機理和典型性能進行論述,并在樹脂的結(jié)構(gòu)表征、成分分析以及固化物微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控研究等方面進行有益的探究。本書內(nèi)容包括9章,其中第3章由中國航空工業(yè)集團公司濟南特種結(jié)構(gòu)研究所王志強、蘇韜、軒立新編著;第6章由四川大學冉啟超編著;其余各章由中國科學院化學研究所高技術(shù)材料實驗室人員編著: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)、韓悅(現(xiàn)任職于華南理工大學)、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)任職于中國科學院蘭州化學物理研究所)、趙彤、韓偉健編著。后全書由趙彤、周恒統(tǒng)稿、定稿。由于時間倉促,加之水平有限,本書疏漏和不妥之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。編著者
2020年9月
中國復合材料學會于1989年1月,由王俊奎、宋煥成、吳人潔等7名教授的倡導發(fā)起成立,在民政部注冊登記的全國性學術(shù)團體,歷經(jīng)七屆理事會,現(xiàn)任理事長為陳祥寶院士。目前學會擁有個人會員15000余名,單位會員150家,下設(shè)35個分支機構(gòu),主辦學術(shù)期刊《復合材料學報》及全英文期刊《CompositesCommunications》。近年來學會年均開展學術(shù)交流與產(chǎn)學研對接等各類活動近百場次,參與專業(yè)人員近...。趙彤,中國科學院化學研究所研究員,博士生導師。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脂,高性能高分子材料等,F(xiàn)任中國科學院化學研究所高技術(shù)材料實驗室主任,熱固性高分子材料課題組組長。周恒,中科院化學研究所副研究員。
第1章
概論 11
高性能熱固性樹脂發(fā)展背景及戰(zhàn)略意義12
高性能熱固性樹脂研究現(xiàn)狀13
高性能熱固性樹脂發(fā)展趨勢參考文獻
第2章
高性能環(huán)氧樹脂21
環(huán)氧樹脂概述22
高性能環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)設(shè)計及合成思路23
環(huán)氧樹脂增韌24
環(huán)氧樹脂的自修復研究25
高強度高模量環(huán)氧樹脂研究26
超低溫環(huán)氧樹脂研究27
非熱壓罐成型環(huán)氧樹脂研究28
高壓RTM環(huán)氧樹脂研究29
高性能環(huán)氧樹脂面臨的挑戰(zhàn)及展望參考文獻
第3章
氰酸酯樹脂31
氰酸酯樹脂單體合成方法32
氰酸酯樹脂固化特性33
氰酸酯樹脂及其復合材料性能和應(yīng)用參考文獻 第4章高性能雙馬來酰亞胺樹脂41
雙馬來酰亞胺單體的合成工藝42
新型BMI單體43
新型改性劑44
幾種國內(nèi)外商品化雙馬來酰亞胺樹脂介紹參考文獻
第5章
酚醛樹脂51
酚醛樹脂的合成與固化52
酚醛樹脂的分析與表征53
酚醛樹脂的改性研究54
酚醛樹脂復合材料的制備與應(yīng)用55
總結(jié)與展望參考文獻
第6章
高性能苯并噁嗪樹脂61
概述62
高耐熱型苯并噁嗪樹脂63
阻燃型苯并噁嗪樹脂64
苯并噁嗪樹脂的功能特性65
苯并噁嗪樹