1、第八章第八章 复合材料物理和化学性能复合规律复合材料物理和化学性能复合规律n复合材料物理性能复合材料物理性能n复合材料燃烧特征复合材料燃烧特征10/10/1第1页8.1 复合材料物理性能复合材料物理性能一、密度一、密度P141式（式（8.1）10/10/2第2页设设基体在复合材料中基体在复合材料中质质量分数量分数为为，则则：P141式（式（8.2）10/10/3第3页二、热性能二、热性能材料热性能通常指材料热基础物性和耐热性。材料热性能通常指材料热基础物性和耐热性。1、热基础物性、热基础物性热膨胀系数热膨胀系数参见参见P142 表表8.1和表和表8.2导热系数导热系数理想情况：理想情况：10/
2、10/4第4页实际情况：实际情况：其中其中爱爱因斯坦系数因斯坦系数填料最高填充容填料最高填充容积积分数分数 P143式（式（8.5）10/10/5第5页 比热比热P143式（式（8.6）填料质量比热普通比聚合物稍小，复合材料质量比填料质量比热普通比聚合物稍小，复合材料质量比热比单一聚合物稍小，填料质量比热计算，见热比单一聚合物稍小，填料质量比热计算，见P144（Kapp计算法）计算法）。2、耐热性、耐热性 表征聚合物基体耐热性物理量是玻璃化温度表征聚合物基体耐热性物理量是玻璃化温度Tg（对结晶性聚合物则是熔点（对结晶性聚合物则是熔点Tm）在实际应用中，常以热变形温度（在实际应用中，常以热变形温
3、度（1.86MPa或或0.46MPa受压负荷下）、维卡软化点温度、马丁耐热受压负荷下）、维卡软化点温度、马丁耐热等物理量作为材料耐热性指标。等物理量作为材料耐热性指标。10/10/6第6页10/10/7第7页材料材料热变形温度（热变形温度（）0.46MPa0.46MPa1.86MPa1.86MPaPPPP1051056060PP/PP/滑石粉（滑石粉（30%30%）1451459595PP/GF(20%)PP/GF(20%)162162150150尼龙尼龙66661901907070尼龙尼龙66/GF(30%)66/GF(30%)255255250250ASAS1001009090AS/GF(
4、30%)AS/GF(30%)115115105105热变形温度负荷依赖热变形温度负荷依赖10/10/8第8页3、光学性能、光学性能(自学自学)10/10/9第9页聚合物聚合物热分解热分解-Q1不燃物不燃物可燃物可燃物熔融物熔融物焦焦热反馈热反馈+O2烟烟气体气体碳粒碳粒热散失热散失燃烧燃烧热散失热散失+Q28.2 复合材料燃烧特征复合材料燃烧特征一、聚合物燃烧特征一、聚合物燃烧特征10/10/10第10页阻燃性判据阻燃性判据氧指数（氧指数（OI）氧指数（氧指数（OI）：）：聚合物着火后，刚够维持燃烧时氧聚合物着火后，刚够维持燃烧时氧气在试验气体（氧、氮混合气体）中最小体积百分气在试验气体（氧、
5、氮混合气体）中最小体积百分含量。含量。试验条件：试验条件：25，气流速度为，气流速度为41cm/s阻燃性级别确定：阻燃性级别确定：水平燃烧、垂直燃烧水平燃烧、垂直燃烧 空气中空气中O2含量为含量为21%。聚合物氧指数低于聚合物氧指数低于21，易，易燃；高于燃；高于27，难燃。，难燃。10/10/11第11页10/10/12第12页二、填料对聚合物基复合材料燃烧性影响二、填料对聚合物基复合材料燃烧性影响1、三氧化锑、三氧化锑10/10/13第13页10/10/14第14页 三氧化钼和钼酸锑等钼化合物通常被用作三氧化钼和钼酸锑等钼化合物通常被用作PVC和和含卤聚酯等塑料阻燃剂。含卤聚酯等塑料阻燃剂
6、。2、钼化物、钼化物钼化物含有抑制燃烧时发烟特点钼化物含有抑制燃烧时发烟特点10/10/15第15页10/10/16第16页 用作聚合物阻燃添加剂含磷化合物是各种多样，用作聚合物阻燃添加剂含磷化合物是各种多样，比如，红磷、多磷酸铵、有机磷酸酯和亚磷酸酯、比如，红磷、多磷酸铵、有机磷酸酯和亚磷酸酯、含磷聚合物等等。含磷聚合物等等。3、含磷化合物、含磷化合物含磷化合物对成焦聚合物阻燃效果好。含磷化合物对成焦聚合物阻燃效果好。4、氢氧化物、氢氧化物含磷化合物阻燃效果含磷化合物阻燃效果见下页表见下页表8.9氢氧化物阻燃剂主要有：氢氧化物阻燃剂主要有：氢氧化铝、氢氧化镁氢氧化铝、氢氧化镁10/10/17第17页10/10/18第18页8.3 复合材料耐化学性复合材料耐化学性耐化学性主要指耐酸、碱、盐。耐化学性主要指耐酸、碱、盐。一、玻璃钢耐腐蚀性一、玻璃钢耐腐蚀性1、玻纤、玻纤聚合物基体界面粘接聚合物基体界面粘接2、界面对玻璃钢耐水性影响、界面对玻璃钢耐水性影响二、玻璃钢致密性二、玻璃钢致密性1、介质对玻璃钢渗透、介质对玻璃钢渗透2、耐腐蚀玻璃钢致密性、耐腐蚀玻璃钢致密性粘附功：粘附功：P151式（式（8.12）10/10/19第19页
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