第一章概论
1、基体材料在复合材料中所起的作用；
答：（1）、粘结作用基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤维共同承载。
（2）、均衡载荷、传递载荷在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。
（3）、保护纤维在复合材料的生产与应用中，基体可以防止纤维受到磨损、遭受浸蚀。
2、由基体起主导作用的复合材料性能有哪些？
答：（1）成型工艺性能；（2）耐热性；（3）耐腐蚀性；（4）纵向压缩强度；（5）层间剪切强度。
3、提高树脂基体耐热性和耐腐蚀性的途径有哪些？
答：（1）增加高分子链的刚性：如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结构（包括苯环和杂环）。
（2）进行结晶：在主链上引入醚键、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。
（3）进行交联：随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。
4、影响树脂电绝缘性能的因素是什么？
答：（1）大分子链的极性：树脂大分子链中极性基团越多，极性越强，则电绝缘性越差；（2）已固化树脂中杂质的存在：已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。
5、热固性树脂与热塑性树脂的本质区别是什么？
答：热固性树脂：固化过程分别是化学变化（不可逆）；热塑性树脂：固化过程是物理变化（可逆）。
6、聚合物基复合材料的主要性能特点及其应用领域。
答：1、比强度、比模量高；2、抗疲劳性能好；3、阻尼减振性好；4、具有多种功能特性：（1）瞬时耐高温、耐烧蚀（2）优异的电绝缘性能和高频介电性能（3）优良的耐腐蚀性能；
5、良好的加工性能；
6、可设计性强。
复合材料的三大应用领域：航空航天领域：约占18%；体育休闲用品：约占37%；各类工业应用：约占45%。
第二章不饱和聚酯树脂
1、UP与UPR的区别、UPR的特征官能团；
答：不饱和聚酯树脂（UPR, Unsaturated Polyester Resins)：不饱和聚酯在乙烯基类交联单体（如苯乙烯）中的溶液。
不饱和聚酯( UP,Unsaturated Polyester )：不饱和二元酸（酸酐）、饱和二元酸（酸酐）与二元醇缩聚而成的线性聚合物，常温下为结晶体。
特征官能团：活性官能团为C=C，端基为－COOH或－OH
2、通用UP合成原理；
答：醇酸缩聚反应，即二元醇与二元酸或酸酐发生酯化反应，脱出小分子水，缩聚成酯的过程。反应历程：线型缩聚反应。
3、通用UP合成原料与配方、配方中各成分的作用；
答：通用UP合成配方：顺丁烯二酸酐:邻苯二甲酸酐:丙二醇＝1.0:1.0:2.1～2.2 （mol比）；醇比酸过量5～10％（mol数）；作用：（1）邻苯二甲酸酐：与顺丁烯二酸酐共缩聚可以调节双键的密度，增加树脂的韧性，降低不饱和聚酯的结晶倾向，改善它在苯乙烯交联单体中的溶解性。（2）顺丁烯二酸酐：存在不饱和双键，与醇缩聚后形成的不饱和聚酯链中的双键可以在引发剂等作用下与交联单体进行共聚，交联固化成具有三向网络的体型结构。（3）丙二醇：与羧酸发生缩聚，且由于丙二醇的分子结构中有不对称的甲基，由此得到的聚酯结晶倾向较少，与交联剂苯乙烯有很好的相容性；控制高聚物的分子量。
4、通用UP合成工艺、温度控制；
答：一步法：将顺酐、苯酐、丙二醇同时加入到反应釜中进行缩聚反应；
二步法：先把苯酐和丙二醇先投入到反应釜中进行缩聚反应，当酸值为90~100时，再投入顺酐反应至终点。
温度控制：物料温度：190～210 ℃馏头温度：＜105 ℃。P8
5、UP稀释剂的种类、作用及用量；
答：稀释剂的种类:含-C=C-的烯类单体，如：苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯。最常用的是苯乙烯；稀释剂的用量：为顺酐mol数的1.5～3.0倍，在树脂中的质量含量为30～35％；作用：作为稀释剂和交联剂。
6、酸值的定义及含义；
答：酸值的定义：中和1g树脂所消耗KOH标准溶液的毫克数。酸值的含义：表征了分子量的相对大小。
7、提高聚酯化反应程度的方法；
答：酯化反应为可逆反应，提高反应程度需使平衡移动。需采取的具体措施：提高反应温度、加快搅拌速度、减压蒸馏（抽真空强制脱水）
8、UPR的固化机理及特点；
答：UPR固化机理：自由基共聚反应，包括链引发、链增长和链终止其特点为：①连锁反应；②不可逆反应；③单体浓度逐渐减少，转化率逐渐上升，最后可能保留部分未反应的单体；④放热反应。
9、引发剂的作用及其引发途径；
答：引发剂：是能使含双键的单体或线性聚合物活化而成为自由基并进行链锁反应的物质。引发剂的引发途径：热引发、光引发、氧化-还原引发。
10、有机过氧化物的特性参数；
答：1、活性氧含量：又称有效氧含量（%），描述有机过氧化物的纯度的指标，是有机过氧化物有效成分的标志。
2、临界分解温度：有机过氧化物受热分解形成初级自由基的所需的最低温度。
3、半衰期：指在给定温度下，有机过氧化物分解一半所需要的时间。常用来评价过氧化物活性的大小。（P18）
11、UPR最常用引发剂的名称、活性及用量；
答：过氧化环己酮（CHP）：不稳定，与钴促进剂联用，常温固化。优点是放热峰温度较低，对固化温度的敏感性弱，固化应力小，在透明板材中颜色稳定。
过氧化甲乙酮（MEKP）：不稳定，与钴促进剂联用，常温固化。价格低、活性高、使用极为方便，和树脂容易混溶。是UPR固化在世界上应用最广泛的引发剂。
用量：合用树脂中1%~2%；胶衣树脂中2%~4%
12、促进剂的作用、分类及用量；
答：促进剂：在聚酯固化过程中能单独使用以促进引发剂分解的活化剂。
①只对有机过氧化物有效:主要为叔胺类，如N,N’-二甲基苯胺等。一般使用10%的溶液，用量1%~4%。
②只对有机过氧化氢有效:主要为金属盐类，如环烷酸钴等。通常聚酯树脂使用含1%钴的溶液，用量一般为0.5%~4%，具体用量与环境温度及配胶量有关。
③对有机过氧化物和有机过氧化氢都有效:主要为硫醇类，如十二烷基硫醇等。
13、UPR常用阻聚剂及其用量；
答：用量最高的两类阻聚剂：（1）多元酚：对苯二酚；（2）醌：1,4-苯醌；用量：100-300ppm. （溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称百万分比浓度。ppm是英文part per million的缩写，表示百万分之几）
14、增稠的目的，预浸料的种类及组成；
答：增粘目的：制备预浸料，用于SMC和BMC。
种类：SMC：Sheet Molding Compound，片状模塑料；
BMC：Bulk Molding Compound，团状模塑料。
SMC：片状模塑料。由一定比例的树脂、填料、增粘剂、引发剂、低收缩添加剂、内脱模剂和阻聚剂等配制成糊状物，然后浸渍玻璃纤维毡片，上下两面再覆以聚乙烯薄膜制成。BMC:团状模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纤维）、UP（不饱和树脂）、MD（填料碳酸钙）以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。
15、增稠剂的种类及用量；
答：种类：（1）碱土金属氢氧化物Mg（OH）2、Ca（OH）2等；（2）碱土金属氧化物MgO 、CaO 等；
用量：MgO与Mg（OH）2为常用增粘剂。其用量一般为1～5％。
16、增稠机理？
答：（1）初期增粘过程：碱土金属氧化物或氢氧化物与带羧端基（－COOH）的UP进行酸碱反应，使聚酯分子链扩展。
（2）后期增粘过程：有人认为反应受扩散控制，有可能形成下述形式的络合物。由于形成的络合物具有网络结构，使体系的粘度有明显的增加。
17、乙烯基酯树脂的结构特点与性能特点；
答：结构特点：具有端基C=C或侧基C=C。
性能特点：具有优良的耐腐蚀性能，良好的韧性和物理机械性能、突出的浸润性与粘结性。树脂固化后的物理机械性能类似环氧树脂，而工艺性能与固化性能类似于不饱和聚酯树脂。
18、乙烯基酯树脂的固化机理；
答：由于C=C位于聚合物分子链的端部，固化时不受空间位阻的影响，双键非常活泼。因此，该类树脂可在有机过氧化物的引发下，通过相邻大分子链间进行交联固化，也可与单体苯乙烯共聚固化。
19、VE的合成方法与主要合成原材料；
答：合成方法: 通过不饱和酸与低分子量聚合物分子链中的活性点进行反应，引入不饱和双键。
主要合成原材料：常用的骨架聚合物（低分子量聚合物）主要是低分子量环氧树脂（通常为双酚A型）。常用不饱和酸主要是丙烯酸、甲基丙烯酸或丁烯酸等。
20、VE的分子结构与性能的关系；
答：
（1）链端乙烯基。是活性较高的不饱和基团，可与不饱和单体发生自由基共聚，使树脂快速固化。
（2）甲基。可屏蔽酯键，提高酯键的耐化学性能和耐水解稳定性。
（3）酯键。乙烯基酯树脂中，每单位相对分子质量中酯键比UP中约少35～50％，这样就提高了树脂在碱性溶液中的水解稳定性。
（4）仲羟基。分子链上的仲羟基与玻璃纤维或其它纤维表面上的羟基相互作用，可以改善树脂对纤维的浸润性与粘结性。
（5）环氧树脂主链。可以赋予乙烯基酯树脂良好的韧性和其它物理机械性能。
21、降低UP分子量或降低UPR粘度的方法及其存在的问题？
答：(1)方法：1、加入过量的交联单体（稀释）；2、降低不饱和聚酯的分子量
存在的问题：方法1：过量的交联单体势必会对不饱和聚酯树脂固化产物起到增塑作用,降低树脂的力学性能; 方法2：虽然在一定的范围内通过降低不饱和聚酯的分子量可以达到降低树脂粘度的目的,但同时也会造成树脂力学性能的下降,特别是模量下降的更为显著。
22、如何使UPR兼顾低粘度与高强度？
答:（1）共混改性：可以通过改性获得一种低粘度、高强度的不饱和聚酯树脂。
比如，用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)改性后的不饱和聚酯树脂在常温下具有较低的粘度(140 mPa?s);树脂浇铸体、玻璃纤维增强复合材料具有的力学性能较一般不饱和聚酯树脂有大幅度提高,与乙烯基酯树脂相当,是一种适合多种复合材料成型工艺的高性能树脂。
（2）互穿聚合物网络IPN。IPN(interpenetrating Polymer Network)即互穿聚合物网络结构，是两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿，并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交链而形成的网络结构。IPN已被广泛用作抗冲击材料。
第三章环氧树脂
1、环氧树脂的定义及其特征官能团；
答：定义：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子量都很小。一般在350～500 之间。
特征官能团：分子链中含有活泼的环氧基团。环氧基团可以位于分子链的末端、中间、或成环状结构。
2、EP最重要的性能特点；
答：粘附力强、收缩率低、机械强度高、电绝缘性优良。
3、EP的合成方法有哪几种？
答：按合成方法主要分两类：1. 含活泼氢的化合物与环氧氯丙烷反应2. 含不饱和双键的化合物经过过醋酸或过氧化氢进行环氧化。
4、EP从分子结构上分哪几类？
答：从分子结构上可分为缩水甘油醚类环氧、缩水甘油酯类环氧、缩水甘油胺类环氧、脂肪族环氧、脂环族环氧；
5、二酚基丙烷型EP的合成原料，ECP的反应性；
答：原料是二酚基丙烷（简称双酚A）和环氧氯丙烷
ECP（环氧氯丙烷）很活泼：（1）与胺类，羟基，羧酸反应，还可发生水解反应，聚合反应（2）与胺类、酚羟基能直接反应；水解在酸液或碱液中反应；与醇羟基、羧酸反应、聚合反应，要加催化剂。
6、二酚基丙烷型EP的合成原理？主反应与副反应有哪些？
答：合成原理：由酚类或醇类物质中的活泼氢与环氧氯丙烷加成缩聚而成。
在合成过程中发生的主要反应可能有以下四种：
（1）ECP（环氧氯丙烷）在碱的催化作用下与二酚基丙烷（DPP）进行开环（加成）反应，并闭环（缩合）生成环氧化合物。
（2）生成环氧化合物与DPP反应（加成）。
（3）含酚羟基的中间产物与ECP（加成缩合）。
（4）含环氧基中间产物与含酚基中间产物之间的反应（加成）。
在缩聚过程中除了上述四个主要反应之外，还可能存在下列副反应：（P61）（1）单体ECP水解生成甘油（丙三醇）。
（2）树脂的环氧端基水解生成多元醇。
（3）仲羟基的支链化反应（加成）。
（4）环氧端基发生聚合反应（交联反应）。
7、环氧值的定义及含义，环氧值与环氧当量的关系；
答：环氧值：100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的量（或克当量数）。
环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克数。环氧值×环氧当量＝100
表征意义：反应活性的高低、相对分子量的大小
8、一步法生产低分子量EP的主要过程（或主要步骤）？
答：
9、ECP与DPP的摩尔比对合成环氧树脂有何影响？
答：合成低相对分子质量环氧树脂，环氧氯丙烷大量过量，摩尔比远远大于ECP:DPP=2:1的理论比；合成高相对分子质量环氧树脂，环氧氯丙烷过量较少
原因：ECP过量较少，生成的环氧化合物容易与DPP发生加成反应，使分子量成倍增加，结果得到高相对分子量的树脂。
10、NaOH的用量和浓度对合成环氧树脂有何影响？
答：（1）制备低分子量树脂时, 用量大，浓度高（30％）。
（2）制备中、高分子量树脂时，用量少，浓度低（10％）；
11、合成环氧树脂时如何控制反应温度？
答：前期温度≤60℃、后期逐渐升至80~90℃。反应温度控制较低是为了防止单体ECP及中间产物环氧端基的水解。
12、合成低分子量环氧和高分子量环氧时，加料顺序有什么不同？
答：低分子量树脂：碱后加法；高分子量树脂：ECP后加法。原因：采用碱后加法，可使反应一开始就在ECP浓度较高的条件下进行，ECP浓度越大，有利于制备低M树脂；采用ECP后加法，由于反应体系中ECP的浓度低，故有利于制备高M的树脂。
13、合成低分子量环氧时，反应体系中的水含量一般控制在什么范围？
答：在制备低分子量树脂时，为了得到较高的产率，反应体系中必须维持水的含量在0.3～2％之间。无水条件下，反应不能发生；而当水含量大于2％时，常会导致一些副反应发生。
14、缩水甘油酯类环氧的主要特点与典型代表；
答：主要特点：与二酚基丙烷型环氧树脂相比具有：低粘度、反应活性高、固化物力学性能、电绝缘性、耐电弧性、耐低温性、粘接性好；
典型代表：邻苯二甲酸缩水甘油酯、间苯二甲酸缩水甘油酯、对苯二甲酸缩水甘油酯、TDE-85环氧。
15、缩水甘油胺类环氧的主要特点与典型代表；
答：主要特点：与二酚基丙烷型环氧树脂相比具有：多官能度、高环氧值、反应活性高、固化物交联密度高、耐热性高、粘接性好。缺点：有一定的脆性；
典型代表：苯胺环氧树脂、4,4’二氨基二苯基甲烷环氧树脂（AG－80）、对氨基苯酚环氧树脂（AFG－90）
16、脂环族环氧的主要特点是什么？
答：环氧基直接连接在脂环上。（1）没有苯环，两个环氧基距离非常近，因此固化产物的交联度很高，比双酚A环氧的耐热与耐候性好；（2）固化产物脆性大，耐冷热冲击性能差。
17、脂肪族环氧的主要特点及用途是什么？
答：主要特点：环氧基直接连接在脂肪链上。高韧性、耐低温。同时含有双键和环氧基团；用途：主要作为改性剂使用。
18、EP的固化剂可分为哪两类，分别按什么反应历程进行固化?
答：（1）反应型固化剂
可与EP分子进行加成，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。特征：一般都含有活泼氢原子，在反应过程中伴有氢原子的转移。如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。
（2）催化型固化剂
可引发树脂中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化反应，本身并不参与到交联网络中去。如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物等。
19、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构通式？它们活性相对大小顺序？
答：（1）常用脂肪族多元胺及活性：乙二胺>二乙烯三胺>三乙烯四胺>四乙烯五胺
（活性根据单位质量的化合物所含的活泼氢含量判断，活性和毒性递减）
（2）多乙烯多胺：
20、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点？
答：（1）活性高，可室温固化。（2）反应剧烈放热，适用期短（≤20min）；（3）一般需后固化。室温固化7d左右，再经2h/80~100℃后固化，性能更好；（4）固化物的HDT较低，一般为80~90 ℃；（5）固化物脆性较大；（6）挥发性和毒性较大。
21、胺当量的意义？胺类固化剂用量计算公式？
答：胺当量= 胺的相对分子量÷胺中活泼氢的个数；
胺的用量（phr）= 胺当量×环氧值
phr意义：每100份树脂所需固化剂的质量份数。
22、芳香胺类固化剂的主要优缺点?
答：优点：固化物耐热性、耐腐蚀性、机械强度均比脂肪族多元胺好。（含苯环）
缺点：（1）活性低，大多需高温固化。（原因：诱导效应，与脂肪族多元胺相比，氮原子上电子云密度降低，使得碱性减弱；同时还有苯环的位阻效应；）
（2）大多为固体，其熔点较高，工艺性较差。
23、芳香胺的液化方法有哪些？
答：（1）低共熔点混合法。
这是最简单的改性方法。将两种或两种以上不同熔点的芳香胺按一定比例加热混熔成低共熔点混合物或液体。通常将60~75%（质量分数）MPD与40~25%的DDM混合熔融，混合物在常温下为粘稠液体；
（2）芳族多元胺与单缩水甘油醚反应生成液态加成物。
如590固化剂：MPD+苯基缩水甘油醚，反应得到棕黑色粘稠液体。
24、改性胺的制备方法有哪些？
答：（1）环氧化合物加成多胺：由单或双环氧化合物与过量多元胺加成反应制得。
（2）迈克尔加成多元胺:由丙烯腈与多元胺进行加成反应制得。
（3）曼尼斯加成多元胺:由多元胺和甲醛、苯酚的缩合反应制得，三分子缩合
（4）硫脲-多元胺缩合物:由多元胺和硫脲反应制得，为低温固化剂。
25、迈克尔加成多元胺的特点及反应原理是什么？
答：反应原理：由丙烯腈与多元胺进行加成反应--胺的活泼氢对α、β不饱和键能迅速起加成反应。特点：降低反应活性，改善界面粘结性方面特别有效。
26、曼尼斯加成多元胺的特点及反应原理是什么？
答：反应原理：曼尼斯反应（Mannich reaction）为多元胺、甲醛、苯酚的三分子缩合反应。
特点：产物能在低温、潮湿、水下施工固化EP。
27、聚酰胺固化剂的合成原理与性能特点？
答：合成原理：由二聚或三聚植物油脂肪酸与脂肪族多元胺进行酰胺化反应。先是植物油脂肪酸发生二聚反应，然后与两分子脂肪族多元胺进行酰胺化反应。
特点：(1)挥发性和毒性很小；（2）与EP相容性良好；（3）化学计量要求不严，用量可在40~100phr间变化；（4）对固化物有很好的增韧效果；（5）放热效应低，适用期较长。
缺点：固化物的耐热性较低，HDT为60℃左右。
28、酸酐类固化剂固化EP的主要特点是什么？
答：主要特点：（1）低挥发性、毒性小，对皮肤基本没有刺激性；（2）固化反应缓慢，放热量小，适用期长；（3）固化产物收缩率低、耐热性高；（4）固化产物的机械强度高、电性能优良；
缺点：需加热固化，固化周期较长。
作为EP常用固化剂，其重要性仅次于多元胺类固化剂。
29、常用酸酐类固化剂有哪些，活性如何，用量最大的是什么？
答：常用的酸酐固化剂有两类：脂环族和芳香族。包括苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐、纳迪克甲基酸酐、氯茵酸酐、均苯四甲酸二酐等
活性：顺酐＞苯酐＞四氢苯酐＞甲基四氢苯酐
用量最大：甲基四氢苯酐（MeTHPA）因其实现了酸酐的液化
30、影响酸酐类固化剂活性的因素？
答：酸酐的分子结构：酸酐分子结构中若有负电性取代基，则反应活性增强。
31、酸酐类固化剂常用的促进剂主要是哪两类？典型代表是什么？
答：路易士酸和路易士碱；典型代表是叔胺和三氟化硼。
32、酸酐类固化剂酸酐当量、用量phr如何计算？常数C如何取值？
答：酸酐当量= 酸酐的相对分子量÷酸酐个数
酸酐的用量（phr）= 酸酐当量×环氧值×C
一般酸酐：C = 0.85；含卤素酸酐：C = 0.60；叔胺促进：C = 1.0
33、环氧树脂催化型固化剂的特点？
答：催化性固化剂：仅仅起固化反应的催化作用，该类物质主要是引发树脂分子中环氧基的开环聚合反应，从而交联成体型结构的高聚物，本身并不参与到交联网络中去。
该类固化剂用量主要凭经验，由实验来决定。
该类固化剂可使树脂分子按阴离子型聚合反应历程（用路易斯碱）或按阳离子聚合物反应（用路易斯酸）进行固化。
34、常用阴离子型固化剂的代表、用量及特点？
答：（1）叔胺类固化剂
多用DMP-10与DMP-30,特别是DMP-30
用量及特点：固化E型环氧的用量为5-10phr，放热量很大，适用期短（0.5-1h），可使EP 快速固化（24h/25℃）。
（2）咪唑类固化剂
多用液态的2-乙基-4-甲基咪唑。
用量及特点：固化E型环氧的用量为3-4phr，适用期较长（8-10h），特点是能在中温下固化，获得较高的热变形温度，达到与芳香胺固化产物相当的耐热水平（160 ℃）
35、工业上最常用的阳离子型固化剂是什么，用量与固化温度是多少？
答：工业上最常用的是三氟化硼-乙胺络合物，又称BF3:400。用量：3~4phr(E-51中)；固化温度：≥120 ℃，速度快，放热量大；
36、环氧树脂常用活性稀释剂有哪些？
答：乙二醇二缩水甘油醚，牌号：669或512，粘度：15~35mPa?s，环氧值：0.75 丁基缩水甘油醚，牌号：660或501，粘度：＜2mPa?s，环氧值：＞0.5（粘度低，稀释效果最好）
聚丙二醇缩水甘油醚，牌号：EPG-207，粘度：40~100mPa?s，环氧值：0.31
37、常用活性增韧剂有哪些？
答：活性增韧剂：含有环氧基或可与固化剂反应的活性官能团。
1、低相对分子质量的聚酰胺；活性官能团：伯氨基与仲氨基
2、聚硫橡胶；活性官能团：巯基（-SH）
3、韧性环氧树脂；如聚丙二醇缩水甘油醚等，活性基团：环氧基
4、环氧化聚丁二烯树脂（脂肪族环氧）
5、不饱和聚酯树脂
6、丁腈橡胶：常用端羧基丁腈橡胶
7、聚氨酯：形成IPN，既增韧又增强
38、目前环氧树脂增韧普遍存在的问题是什么？
答：随着增韧剂的加入，对固化物的某些力学性能、电性能、化学稳定性，特别是耐溶剂性和耐热性会产生不良的影响。P101
第四章酚醛树脂
1、酚醛树脂的特点与分类；
答：特点：
（1）、极性大，粘接力强（大量的羟甲基和酚羟基，极性较大）
（2）、刚性大、耐热性高（大量的苯环，又能交联成体型结构）
（3）、瞬时耐高温、耐烧蚀
（4）、需要高温高压较长时间固化，收缩率较大（8-10%）。
分类：（1）、热固性酚醛树脂（一阶酚醛树脂）；（2）、热塑性酚醛树脂（二阶酚醛树脂）
2、热固性酚醛与热塑性酚醛在结构、反应性及用途等方面的区别；
答：（1）、热固性酚醛树脂（一阶酚醛树脂），体型结构；甲醛/苯酚=（1.1-1.5）:1，碱性催化剂，不稳定，分子中均含有可进一步反应的羟甲基基团；贮存期短，自产自用，适用于模压与湿法成型。
（2）、热塑性酚醛树脂（二阶酚醛树脂），线型结构；甲醛/苯酚=（0.8-0.86）:1，强酸催化剂，稳定，需加固化剂才可形成，易溶于乙醇与丙酮；广泛用于酚醛模压
料。
3、热固性酚醛与热塑性酚醛的合成（原料与比例）；
答：热固性酚醛树脂的合成：摩尔比：甲醛/苯酚=（1.1-1.5）:1
催化剂：碱性，如氢氧化钠、氨水或氢氧化钡等。
热塑性酚醛树脂的合成：摩尔比：甲醛/苯酚=（0.8-0.86）:1
催化剂：强酸，PH＜3。
4、单体官能度对合成酚醛树脂的影响；
答：答：体型结构的酚醛，酚和醛两种单体的官能团总数必须≥5 （酚类必须具有3个官能度）
（1）三个活性点全被R基取代后，一般不能再和甲醛发生加成缩合反应；
（2）两个活性点被R基取代，生成低分子量的缩合物；
（3）一个活性点被R基取代，可生成线型酚醛树脂。由于余下的两个活性点已经反应掉，即使再加入固化剂，一般也不能生成具有网状结构的树脂；
（4）若三个活性点都未被取代，可以生成交联体型结构的酚醛树脂。
5、热固性酚醛可通过哪两种方式固化？
答：（1）、热固化：取决于温度，酚的结构，酚羟基邻对位的活性，同时取决于所用碱性催化剂的类型。
（2）、酸固化（常温固化）：可室温固化。反应剧烈，放出大量的热。
6、热塑性酚醛只能通过什么方式固化，最常用的固化剂及用量；
答：不存在羟甲基活性基团，需要加入固化剂才能与树脂分子中酚环上的活性点反应，使树脂固化。
固化剂：六次甲基四胺：分子式：（CH2）6N4，用量：6-14%，最佳用量：10%
用量不足，会降低模压制品的压制速度与耐热性；用量过多，不但不增加耐热性与压制速度，反而使制品的耐热性与电性能下降。
高分子聚合物改性概述 1概述 高分子聚合物作为20世纪发展起来的新材料，因其综合性能优越、成形工艺相对简便以及应用领域极其广泛，因而获得了较为快速的发展。 然而.高分子材料又有诸多需要克服的缺点。以塑料为例，有许多塑科品种性脆而不耐冲击，有些耐热性差而不能在高温下使用。还有一些新开发的耐高温聚合物又因为加工流动性差而难以成形。再以橡胶为例，提高强度、改善耐老化性能、改善耐油性等都是人们关注的问题，诸如此类的同题都要求对聚合物进行改性。用以强化或展现聚合物某些或某一特定性能为目标的工艺方法.通称为聚合物改性(poly-mermodification)。可以说，聚合物科学与工程这门学科就是在不断对聚合钧进行改性中发展起来的。聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提高，或者被赋予新的功能，进一步拓克了高分子聚合物的应用领域.大大提高了聚合物的工业应用价值。 聚合物的改性方法多种多样，总体上可划分为共混改性、填充改性及纤维增强复合改性、化学改性、表面改性及其他方法改性。 聚合物改性的目标如下。
1)功能性使某一聚合物具有特定的功能性，而成为功能高分子材料，如磁性高分子、导电高分子、含能高分子、医用高分子、高分子分离膜等。 2)高性能使聚合物的力学性能.如拉伸强度、弹性模量、抗蠕变、硬度和韧性等，获得全面或大部分提高。 3)耐久性使聚合物的某些性能，如耐热性、耐寒性、耐油性、耐药溶剂性、耐应力开裂性、耐气候性等，得到持久的提高或改善。而成为特种高分子材料。 4)加工性许多高性能聚合物，因其熔融温度高，熔体流动性差，难以成形加工，采用改性技术，可成功地解决这一难题。 5)经济性在不影响使用性能的前题下，采用较低廉的有机材料或无机材料，与聚合物共混或填充改性，可降低材料成本，增强产品竞争能力;另外采用共混或填充改性手段，还可提高某些一般聚合物的工程特性.如采用聚烯烃与PA、ABS、PC等共混，或玻璃纤维填充PA、PP、PC等就是典型的范例。 2共混改性 聚合物的共混改性的产生与发展，与冶金工业的发展颇有相似之处。尽管已经合成的裹台物达到了数千种之多，但能够有工业应用价值的只有几百种，而能够大规模工业生产的以及广泛应用的只有
金属基复合材料基体材料 姓名：xx 班级：xx 学号：xx 学院：xx
金属基复合材料基体材料 金属基复合材料是上世纪60年代发展起来的一门相对较新的材料科学，是复合材料的一个分支。随着航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，这些都有力地促进了先进复合材料的迅速发展。电子、汽车等民用工业的迅速发展又为金属基复合材料的应用提供了广泛的前景。特别是近年来，由于复合材料成本的降低，制备工艺逐步完善，在21世纪金属基复合材料将会得到大规模的生产和应用。 本文主要介绍金属基复合材料的基体材料。 一、金属机体的作用： 固结增强体，与增强体一道构成复合材料整体，保护纤维使之不受环境侵蚀；传递和承受载荷，在颗粒增强金属基复合材料中基体是主要承载相，在纤维增强金属基复合材料中，基体对力学性能的贡献也远大于在聚合物基体和陶瓷基体在复合材料中的贡献；赋予复合材料一定形状，保证复合材料具有一定的可加工性;复合材料的强度、刚度、耐高温、耐介质、导电、导热等性能均与基体的相应性质密切相关。 二、金属基体占得比重： 基体在复合材料中占有很大的体积百分数。在连续纤维增强金属基复合材料中基体约占50%一70％的体积，一般占60%左右最佳。颗粒增强金属基复合材料中根据不同的性能要求，基体含量可在90%一25％范围内变化，多数额粒增强金属基复合材料的基体约占80%一90％。而晶须、短纤维增强金属基复合材料基体含量在70％以上，一般在80一90％。 三、金属基体的优势： 金属是最古老、最通用的工程材料之一，它们有许多成熟的成型、加工、连接方法可供金属基复合材料借鉴。在使用寿命、性能测试等方面有丰富的技术资料；对金属基体自身的性能积累有丰富的数据，对它们在使用中的优缺点拥有丰富的经验。弹性模量和耐热性高；强度高，还可以通过各种工程途径来进行强化；塑性、韧性好，是强而韧（strong and tough)的材料; 电、磁、光、热、弹等性能好，有应用于多功能复合材料的发展潜力。 四、金属基体的种类 金属与合金的品种繁多，目前用作金属基体材料的主要有铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、钢与铜合金、锌合金、铅、钛铝金属间化合物等。 五、金属基体选取的原则 基体材料成分的正确选择，对能否充分组合和发挥基体金属和增强物的性能特点，获得预期的优异综合性能满足使用要求十分重要。所以，在选择基体金属时应考虑以下几方面：
HPU-CMSE
第3章 基体材料
材料科学与工程学院 高分子专业
https://www.doczj.com/doc/956146947.html,
第三章 PMC基体材料
本章教学目的：
?熟悉基体材料的基本性能 ?了解基体材料的工艺性 ?掌握不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂性能、用途、合成及固 化过程 ?了解高性能树脂性能和用途
本章重点难点：
不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂性能、用途、合成及固化过程
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3.1 概述
力学-纵向拉伸
复合材料： 复 材料 基体+增强体 +其他添加剂
性能 成型工艺
聚合物基体是 合物基体 FRP的一个必需组分。在复合材料成型过 的 个必 组分 在复合材料成型过 程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程 物理、化学变化过程，与增强纤维复 合成具有一定形状的整体，因而整体性能 整体性能直接影响复合材料 性能。
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3.1 概述
3.1.1 基体材料组分及作用
1. 聚合物基体 基体材料主要成分 决定复合材料的性能 成型工艺及价格 基体材料主要成分，决定复合材料的性能、成型工艺及价格。 要求：具有较高的力学性能、介电性能、耐热性能和耐老化性 能，并且要施工简单，有良好的工艺性能。 聚合物基体材料的分类 用于复合材料的聚合物基体有多种分类方法，如按树脂热 行为可分为热固性及热塑性两类。
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3.1 概述
3.1.1 基体材料组分及作用
热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、
聚醚醚酮等，它们是 等 它们是一类线形或有支链的固态高分子 类线形或有支链的固态高分子，可 可
溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变化。 按聚集态结构不同，这 类固态高分子有非晶(或无 定形)和结晶两类，而后者 的结晶也是不完全的，通常 的结晶度在20-85％范围。 ％范围
热塑性聚合物的形态特征
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第一章 聚合物合金的概念、合金化技术的特点？ 聚合物合金：有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系 合金化技术的特点:1、开发费用低，周期短，易于实现工业化生产。2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。3、有利于产品的多品种化和系列化。 热力学相容性和工艺相容性的概念？ 热力学相容性：达到分子程度混合的均相共混物，满足热力学相容条件的体系。 工艺相容性：使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。 如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性？ 1、共混体系的混合自由能（ΔG M ）满足ΔG M =ΔH M -TΔS M <0 2、聚合物间的相互作用参数χ 12 为负值或者小的正值。 3、聚合物分子量越小，且两种聚合物分子量相近。 4、两种聚合物的热膨胀系数相近。 5、两种聚合物的溶度参数相近。 *思考如何从改变聚合物分子链结构入手，改变聚合物间的相容性？ 1、通过共聚使分子链引入极性基团。 2、对聚合物分子链化学改性。 3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。 4、形成IPN或交联结构。 5、改变分子量。 第二章 *列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素，并说明分别是如何影响的？ 组分比：含量高的组分易形成连续相； 黏度比：黏度低的组分流动性较好，容易形成连续相； 内聚能密度：内聚能密度大的聚合物，在共混物中不易分散，容易形成分散相；溶剂类型：连续相组分会随溶剂的品种而改变； 聚合工艺：首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。 说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响？
共混体系中聚合物间的工艺相容性越好，它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合，两相间的过渡区越宽，相界面越模糊，分散相微区尺寸越小。完全相容的体系，相界面消失，微区也随之消失而成为均相体系。两种聚合物间完全不相容的体系，聚合物之间相互扩散的倾向很小，相界面和明显，界面黏接力很差，甚至发生宏观的分层剥离现象。 什么是嵌段共聚物的微相分离？如何控制嵌段共聚物的微相分离结构？ 微相分离：由化学键相连接的不同链段间的相分离 控制溶剂、场诱导、特殊基底控制、嵌段分子量来控制 *简述聚合物合金界面层的特性及其在合金中所起的作用。 特性：1、两种分子链的分布是不均匀的，从相区到界面形成一浓度梯度；2、分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合的平均密度；3、界面层内易聚集更多的表面活性剂、其他添加剂、分子量较低的聚合物分子。 作用：力的传递效应；光学效应；诱导效应。 第三章 简述橡胶增韧塑料的形变机理及形变特点。 形变机理：银纹化和剪切带形变 特点：1、橡胶的存在有利于发生屈服形变；2、力学性能受形变机理影响 简述橡胶增韧塑料形变机理的研究方法及影响形变机理的因素。 定量研究：高精度的蠕变仪同时测定试样在张应力作用下的纵向和横向形变 影响因素：树脂基体；应力和应变速率；温度；橡胶含量；拉伸取向 简述橡胶增韧塑料的增韧机理，并列举实例加以说明。 多重银纹化增韧理论：在橡胶增韧的塑料中，由于橡胶粒子的存在，应力场不再是均匀的，橡胶粒子起着应力集中的作用。（脆性玻璃态高聚物受外力作用发生银纹形变时材料韧性很差） 银纹-剪切带增韧机理：银纹和剪切到之间存在着相互作用和协同作用。（ABS 拉伸过程中既有发白现象，又有细颈形成） 试比较橡胶增韧塑料和刚性粒子工程塑料的异同点。 1、增韧剂种类不同； 2、增韧的对象不同； 3、增韧剂含量对增韧效果的影响不同； 4、改善聚合物合金性能的效果不同； 5、增韧机理不同； 6、对两相界面黏结强度的要求是相同 第四章
BFRP材料树脂基体一般为高分子聚合物，根据树脂热工性能可分为热固性树脂与热塑性树脂两大类。BFRP复合筋采用的是热固性树脂，在第一次加热时可以软化流动，当加热至一定温度，分子链发生交联固化反应，该反应具有不可逆转的特点，对其再次加热，树脂已不能再次发生软化流动。 二、工艺介绍 我公司复合筋生产工艺采用的是连续拉挤成型工艺，所用设备的结构形式是卧式的。拉挤成型工艺如下， 相关数据如下表。 三、使用化学原料(见下表)
名称：甲基四氢苯酐简称Me-THPA，分子量166.17,淡黄色液体，相对密度1.2l，凝固点-15℃以下，粘度(25℃)50～80mPa?s，折射率1.498，中和当量81～85,在空气中稳定性较好。不易析出结晶。无毒。 高纯度双酚A型液体环氧树脂 用作环氧树脂的固化剂，参考用量80phr。固化条件100 ℃／4h十150 ℃／4h或80 ℃／2h十120 ℃／4h。固化物电性能和物理机械性能良好，热变形温度130℃。 储存于阴凉、干燥的库房内。 DMP-30 DMP-30 结构式 Tris(dimethylaminomethyl)phenol 分子式(Formula)： C15H27N3O 分子量(Molecular Weight)： 265.40 CAS No.： 90-72-2 质量指标(Specification) 含量（Purity）：≥95%
包装（Package）： 200公斤/桶 物化性质(Physical Properties) 三-（二甲胺基甲基）苯酚是一种胺类的，具有延迟反应的硬质聚异氰脲酸酯的三聚催化剂。闪点：150°C;比重（25°C）：0.97;水溶性：溶于水 用途(Useage) 三-（二甲胺基甲基）苯酚广泛用于硬质聚异氰脲酸酯板材料的生产，且与其它标准胺类催化剂一起使用，例如DMCHA。 性状：2，4，6—三（二甲胺基甲基）苯酚简称DMP—30，分子式为C15H27N3O，外观为淡黄色透明液体，沸点约250℃，具有胺臭味，易溶于有机溶剂，溶于冷水，微溶于热水。 质量指标：1．外观：淡黄色至棕色透明液体 2．胺值：600——630mgkOH/g 3．相对密度：0.970—0.990（25℃） 4.水份：≤0.01% 主要用途：DMP—30主要用作环氧树脂固化剂，可在常温下快速固化或低温固化环氧树脂涂层用作于浇铸件、密封件等。与环氧树脂配比（以E44为例）约为1：10左右，也可与其它环氧固化剂混合使用，起促进作用，提高固化速率，用量为主固化剂的5—15%，另外，在聚氨酯生产中可作催化剂。 包装：200kg镀锌铁桶包装。 贮存：贮存在阴凉、通风、清洁的库中，不要与酸性液体混
聚合物生产技术绪论 高聚物的概念：高聚物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达10^4～10^6)化合物。例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元—CH2CHCl—重复连接而成，因此—CH2CHCl—又称为结构单元或链节。由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体，是合成聚合物的原料。 高聚物的基本特点：相对分子质量大，分子链长（一般在~m），同时相对分子质量具有多分散性。高弹形变和黏弹性是聚合物特有的力学性能。这些特性均与大分子的多层次结构的大分子链的特殊运动方式以及聚合物的加工有密切的关系。聚合物的强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、耐溶剂性以及电绝缘性、透光性、气密性等都是使用性能的重要指标。 高聚物的分类：高分子化合物的分类众多，按其元素组成可分无机高分子化合物（如石棉，云母等）和有机高分子化合物（如橡胶，蛋白质）；按其来源可分为天然高分子化合物（如淀粉，天然橡胶，蛋白质，石棉，云母）和合成高分子化合物（如合成塑料，橡胶，纤维）合成高分子化合物；又可按生成反应类型分加聚物（聚乙烯，聚氯乙烯）和缩聚物（聚酰胺，聚酯，酚醛树脂）：按链的结构可分线型高分子（合成纤维）和体型高分子（酚醛树脂）。高分子化合物中的各种官能团，都能正常反应，如羰基加成，脱碳，酯和酚胺水解等。由于分子量大，结构特殊，他们各自有其独特的物理性质，作为高分子材料证实利用了这些性质。 结构：对聚合物链的重复单元的化学组成一般研究得比较清楚，它取决于制备聚合物时使用的单体，这种结构是影响聚合物的稳定性、分子间作用力、链柔顺性的重要因素。键接方式是指结构单元在高聚物中的联结方式。在缩聚和开环聚合中，结构单元的键接方式一般是明确的，但在加聚过程中，单体的键接方式可以有所不同，例如单烯类单体（CH2=CHR）在聚合过程中可能有头—头、头—尾、尾—尾三种方式：对于大多数烯烃类聚合物以头-尾相接为主，结构单元的不同键接方式对聚合物材料的性能会产生较大的影响，如聚氯乙烯链结构单元主要是头-尾相接，如含有少量的头-头键接，则会导致热稳定性下降。
济南大学复合材料聚合物基体考试整理 复材1108班 第一章（12分） 不饱和聚酯树脂：是指不饱和聚酯在乙烯基类交联单体(例如苯乙烯)中的溶液。不饱和聚酯：是由不饱和二元酸或酸酐、饱和二元酸或酸酐，二元醇经缩聚反应合成的相对分子质量不高的聚合物。 不饱和聚酯树脂的合成方法：熔融缩聚法、溶剂共沸脱水法、减压法、加压法。不饱和聚酯树脂的合成过程包括：线型不饱和聚酯的合成、用苯乙烯稀释聚酯。不饱和聚酯树脂固化的三个阶段：凝胶、定型、熟化。 最常用的交联单体：是苯乙烯。 酸值：中和一定量的不饱和聚酯树脂所消耗的氢氧化钾的毫克数。 固化：粘流态树脂体系发生交联反应而转变成为不溶、不熔的具有体型网络结构的固态树脂的全过程。 引发剂：是能使单体分子或含双键的线型高分子活化而成为游离基并进行连锁聚合反应的物质。 有机过氧化物的通式为：R-O-O-H或R-O-O-R。其中的R基团可以是：烷基、芳基、酰基、碳酸酯基。 有机过氧化物的特性是用：活性氧含量、临界温度、半衰期来表征的。 通用型不饱和聚酯树脂具有下列技术指标：粘度、酸值、凝胶时间、固体含量。工业上生产不饱和聚酯树脂的方法有：一步法、二步法。 增粘剂：能使不饱和聚酯树脂粘度增加的物质。 阻聚剂：使单体与不饱和聚酯不能发生聚合反应的物质。 不饱和聚酯树脂的固化是一种游离基型共聚反应，具有链引发、链增长 链终止三个游离基型聚合反应的特点。 影响树脂增粘过程的因素：树脂的起始粘度、不饱和聚酯的结构、增粘剂的种类与用量、体系的水分含量、填料的种类。 常用的交联剂分为：单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体。 酸酐中的反式双键比顺式双键活泼。 第二章（6分） 环氧树脂：指分子中含有两个或两个以上环氧基团的那一类有机高分子化合物。环氧树脂分5类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类、脂环族类。 环氧值：是指每100g树脂中所含环氧基的克当量数。 环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克数。 半衰期：在给定温度下，有机过氧化物分解一半所需要的时间。 常用的脂肪族胺类固化剂有：二乙烯三胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2）、三乙烯四胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2）、四乙烯五胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2）。 用于环氧树脂的固化剂有两类：反应性固化剂、催化性固化剂。 E-44表示主要组成物质为：二酚基丙烷，环氧平均值为0.44。 稀释剂：用来降低环氧树脂的粘度。主要有两种：活性稀释剂、非活性稀释剂。增韧剂：能够改善环氧树脂固化物的抗冲击强度、耐热冲击性能。主要分为：活性增韧剂、非活性增韧剂。 第三章（4分）
精品文档 目录1 前言 0 2 表征方法 (1) 2.1 红外光谱法(IR) (1) 2.2 核磁共振法(NMR) (3) 2.3 热分析法 (3) 2.4 扫描电镜法 (5) 2.5 X-射线衍射法 (5) 2.6 原子力显微镜法 (6) 2.7 透射电镜法 (7) 3 聚合物表征的相关研究 (8) 4 结论 (8) 参考文献 (9)
精品文档 聚合物表征方法概述 摘要：介绍了常规的聚合物的表征方法，具体叙述了红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、核磁共振(NMR)等的原理、方法、特点、局限性及改进方法并展望了聚合物表征方法的发展趋势。 关键词: 聚合物表征方法 Summary of polymer characterization methods Abstrac t：The conventional polymer characterization methods were introduced in this paper. The principle, method, characteristics infrared spectra (IR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and the nuclear magnetic resonance (NMR) have been described, the limitations, the improved method and the predicts the development trend of those polymer characterization methods have been summarized. Keyword：polymer characterization method 1 前言 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料[1]。它们之所以具有特定的功能，是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团，或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合，或者二者兼而有之。功能高分子材料从20世纪50年代才初露端倪，到70年代方成为高分子学科的一个分支，目前正处于成长时期。它是在合成或天然高分子原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能而制得的一类高分子[2]。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等，后者对生物活性功能的显示更为重要[3]。
聚合物基复合材料 摘要：聚合物基复合材料以其特有的性能近年来越来越受到人们的青睐。本文简单的介绍了聚合物基复合材料，描述了其作为一种新材料的性能特点，并详细描述了其发展历史及应用。 关键词：聚合物、复合材料、应用、历史 1、聚合物基复合材料 复合材料是指：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 (1) 复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相之间存在着界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料。 而聚合物基复合材料一般都具有以下特性： 1. 比强度、比模量大。比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的
第二章聚合物基复合材料的基体 1．聚合物基体的作用 复合材料＝基体+增强剂（填充剂） 复合材料的原材料包括基体材料和增强材料 聚合物基体是FRP的一个必需组分。在复合材料成型过程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程，与增强纤维复合成具有一定形状的整体，因而整体性能直接影响复合材料性能。 基体的作用主要包括以下四个部分 ①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均衡； ②基体决定复合材料的一些性能。耐热性、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等； ③基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等。 ④基体保护纤维免受各种损伤。 此外，基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响，如纵向拉伸、尤其是压缩性能，疲劳性能，断裂韧性等。 2．聚合物基体材料的分类 用于复合材料的聚合物基体有多种分类方法，如按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。 热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变化。热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生化学反应固化后，形成不溶不熔的三维网状高分子，这类基体通常是无定形的。 聚合物基体按树脂特性及用途分为： 一般用途树脂、耐热性树脂、耐候性树脂、阻燃树脂等。 按成型工艺分为： 手糊用树脂、喷射用树脂、胶衣用树脂、缠绕用树脂、拉挤用树脂等。 不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。 3．聚合物基体的选择 对聚合物基体的选择应遵循下列原则： （１）能够满足产品的使用需要； 如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。 高拉伸(或剪切)模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高FRP力学性能。 (2)对纤维具有良好的浸润性和粘接力； (3)容易操作，如要求胶液具有足够长的适用期、预浸料具有足够长的贮存期、固化收缩小等。 (4)低毒性、低刺激性。 (5)价格合理。 传统的聚合物基体是热固性的，其最大的优点是具有良好的工艺性。 由于固化前，热固性树脂粘度很低，因而宜于在常温常压下浸渍纤维，并在
《复合材料聚合物基体》课程介绍 一、课程简介 《复合材料聚合物基体》是复合材料与工程专业的专业必修课，是一门承上启下的关键课程。本课程的教学目的是培养学生掌握复合材料聚合物基体材料的组成-结构-性能的关系、相关的合成固化原理与方法，为学生进一步学习复合材料与工程专业的后续课程以及从事复合材料领域的生产和科研奠定坚实的基础。在掌握本课程所涉及的有机化学、高分子化学、高分子物理等理论的基础上，学习科学思维方法和研究问题的方法，达到开阔思路、激发探索和创新精神、增强理论分析能力与实践能力的目的。 课程的主要教学内容分为六章，根据各章内容可归纳为六大部分，即：1、不饱和聚酯树脂；2、环氧树脂；3、酚醛树脂；4、其他类型热固性树脂；5、热塑性树脂；6、高性能树脂。 通过本课的教学，要求熟悉各种复合材料聚合物基体的结构特点与配方；掌握三大热固性树脂（不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂）和通用热塑性树脂的合成原理及合成方法；对各种聚合物基体在复合材料生产过程中的一些共性和规律有较全面和系统的理解与认识，并具有初步应用的能力。 二、教学内容改革与教学条件完善 《复合材料聚合物基体》课程涉及热固性树脂、热塑性树脂以及高性能树脂，涵盖了所有的树脂基体，覆盖面广。另外，随着新材料领域的发展，新品种、新类型的基体材料层出不穷，教学内容亟待更新。针对这两个特点，课程组进行了教学内容的优化和改革。例如，对于一些陈旧的目前生产实际中已经淘汰的知识略讲甚至不讲；对于一些行业发展新动向，适时的增加新的内容，如在第五章热塑性树脂中，利用科研课题成果，增加有关木塑复合材料的知识。通过教学内容的优化与改革，扩大了课程的信息量，有利于突出重点和强调难点。 本课程的教学手段均采用多媒体教学法，在授课过程中根据各章节的特点，通过实例、图片、录像等元素的适当引入，因材施教。如：第一章，采用实例“196#不饱和聚酯树脂的配方设计”，帮助学生理解不饱和聚酯的配方设计原则；第五章，增加实物图片，使抽象的概念形象化。另外，通过项目实验或观看生产录像，让学生了解如何进行科研，如何解决实际问题，为学生将来的工作和学习奠定基础。
复合材料聚合物基体与纤维考试整理 绪论（标注（次要）二字表示老师未提及可删） 题型：选择、名词解释、简答、问答、图表（上课分析过的） 热塑性树脂：具有线型或支链型大分子结构的树脂 热固性树脂：最终具有体型大分子结构的树脂 高分子定义：由重复结构单元通过聚合反应而获得的，以共价键形式连接的，分子量1万以上的同系物或者是化合物。 复合材料：由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的组分经过一定的成型加工工艺而得到的一种多相固体材料。 树脂的定义：没有添加加工助剂没有成型的高分子化合物。 树脂与高分子区别、联系：树脂是高分子，但高分子不一定是树脂 第一章不饱和聚酯树脂(UPR) 一、聚酯是主链上含有酯键的高分子化合物总称，一般由二元羧酸和二元醇经缩聚反应而成。 定义：不饱和聚酯树脂是指不饱和聚酯在乙烯基类交联单体(例如苯乙烯)中的溶液合成原理：不饱和聚酯是由不饱和二元羧酸(或酸酐)、饱和二元羧酸(或酸酐)与多元醇缩聚而成。 注意：生产时：聚合反应；固化时：连锁聚合，自由基加成 原料：1、不饱和二元酸作用：提供双键2、饱和二元酸的作用：a、增加与交联单体的相容性b、降低UP的结晶性能c、改善UPR的特定性能3、多元醇作用（常见为12丙二醇）：以降低结晶倾向，改善与苯乙烯的相容性，提高固化物的耐水性及电性能。 四、不饱和酸与饱和酸的比例 1、一般情况下，顺酐和苯酐等摩尔比投料， 2、若顺酐/苯酐的摩尔比增加UPR凝胶时间、折光率和粘度下降，而固化树脂的耐热性提高，以及一般的耐溶剂、耐腐蚀性能也提高， 3、若顺酐/苯酐的摩尔比降低UPR 固化不良，力学强度↓。合成特殊性能要求的聚酯，可以适当增加顺酐/苯酐的比例 五、不饱和聚酯的相对分子质量对固化树脂性能的影响 在合成UP时二元醇约过量5%～10% (摩尔)，其分子量在1000～3000左右，UP的分子量对UPR的性能有影响。 不饱和聚酯的缩聚度n=7～8（酸值30～25，分子量为2000～2500左右）时，固化树脂具有较好的物理性能。 1－抗弯模量；2－抗弯强度；3－抗拉强度
聚合物基复合材料 第二节聚合物基复合材料（PMC） 1.1聚合物基体 1.2PMC界面 1.3PMC制备工艺 1.4PMC性能与应用 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、
短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。 通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料(FRP)，而为各种目的加入各种填料的高分子材料不在这里论及。 1.1聚合物基体 聚合物基体是纤维增强塑料的一个必需组分，在复合材料成型过程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程，与增强纤维复合成具有一定形状的整体。因而基体性能直接影响复合材料性能。基体的主要作用包括将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均匀；决定复合材料的一些性能。如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等；决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择；保护纤维免受各种损伤。此外对复合材料一些性能有重要影响，如纵向位伸、尤其是压缩性能，疲劳性能，断裂韧性等。 1、分类 用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加
第一章概论 1、基体材料在复合材料中所起的作用； 答：（1）、粘结作用基体材料作为连续相，把单根纤维粘成一个整体，使纤维共同承载。 （2）、均衡载荷、传递载荷在复合材料受力时，力通过基体传给纤维。 （3）、保护纤维在复合材料的生产与应用中，基体可以防止纤维受到磨损、遭受浸蚀。 2、由基体起主导作用的复合材料性能有哪些？ 答：（1）成型工艺性能；（2）耐热性；（3）耐腐蚀性；（4）纵向压缩强度；（5）层间剪切强度。 3、提高树脂基体耐热性和耐腐蚀性的途径有哪些？ 答：（1）增加高分子链的刚性：如在主链中尽量减少单键，引进共轭双键、三键或环状结构（包括苯环和杂环）。 （2）进行结晶：在主链上引入醚键、酰胺键或在侧基上引入羟基、氨基或氰基，都能提高结晶高聚物的熔融温度。 （3）进行交联：随交联密度的增加。树脂耐热性不断提高。 4、影响树脂电绝缘性能的因素是什么？ 答：（1）大分子链的极性：树脂大分子链中极性基团越多，极性越强，则电绝缘性越差；（2）已固化树脂中杂质的存在：已固化树脂中的杂质越少，则电性能越好。 5、热固性树脂与热塑性树脂的本质区别是什么？ 答：热固性树脂：固化过程分别是化学变化（不可逆）；热塑性树脂：固化过程是物理变化（可逆）。 6、聚合物基复合材料的主要性能特点及其应用领域。 答：1、比强度、比模量高；2、抗疲劳性能好；3、阻尼减振性好；4、具有多种功能特性：（1）瞬时耐高温、耐烧蚀（2）优异的电绝缘性能和高频介电性能（3）优良的耐腐蚀性能； 5、良好的加工性能； 6、可设计性强。 复合材料的三大应用领域：航空航天领域：约占18%；体育休闲用品：约占37%；各类工业应用：约占45%。 第二章不饱和聚酯树脂 1、UP与UPR的区别、UPR的特征官能团； 答：不饱和聚酯树脂（UPR, Unsaturated Polyester Resins)：不饱和聚酯在乙烯基类交联单体（如苯乙烯）中的溶液。 不饱和聚酯( UP,Unsaturated Polyester )：不饱和二元酸（酸酐）、饱和二元酸（酸酐）与二元醇缩聚而成的线性聚合物，常温下为结晶体。 特征官能团：活性官能团为C=C，端基为－COOH或－OH 2、通用UP合成原理；
FRP /C M 2005.No .3 收稿日期:2004210215 作者简介:朱雅红(19712),女,硕士研究生,主要从事高分子材料的合成及改性研究。 聚合物基复合材料的界面及改性研究 朱雅红,马晓燕,陈 娜 (西北工业大学理学院 应用化学系,西安 710072) 摘要:本文主要综述无机刚性粒子增强复合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、晶须增强复合材料和原位复合材料的界面特性及其改性方法,论述其界面改性的研究进展,指出目前研究工作中存在的不足及发展方向。 关键词:界面;聚合物;复合材料;改性 中图分类号:T B332 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2005)03-0044-05 界面的好坏是直接影响复合材料性能的关键因素之一。当复合材料受到外力作用时,除增强材料和基体受力外,界面亦起着极其重要的作用。复合材料的强度、刚性及韧性是代表其物理机械性能的重要指标,对复合材料进行界面改性使两相界面具有合适的粘附力,形成一个相互作用匹配且能顺利传递应力的中间模量层,以提高聚合物基复合材料的力学性能一直是高分子材料科学的重要研究领域。偶联剂用于改善复合材料的界面,聚合物界面改性的目的也从单纯的增韧向增强增韧以及功能化方向发展。本文针对无机刚性粒子增强复合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、晶须增强复合材料和原位复合材料论述各种界面的特性及其改性方法。 1 无机刚性粒子增强复合材料及其界面 无机刚性粒子增强聚合物是近年来研究的热点。它克服了以往用弹性体、热塑性树脂增韧聚合物时在韧性提高的同时刚性下降的缺点。常用的无机刚性粒子有CaCO 3、Si C 、BaS O 4、滑石、硅石灰、蒙脱土以及煤灰等。 欧玉春等提出刚性粒子增强、增韧聚合物的界面结构模型,即在均匀分散的刚性粒子周围嵌入具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相,以便在材料经受破坏时既能引发银纹,终止裂缝的扩展。在一定形态结构下它还可引发基体剪切屈服,从而消耗大量冲击能,又能较好地传递所承受的外应力,达到既增强又增韧的目的。在PP /CaCO 3复合体系中用酯酸类偶联剂在刚性粒子表面引入柔性或弹性界面层,降低了添加刚性粒子所引起的材料韧性下 降的程度;同时由于界面层的引入,使三相复合体系在较低的橡胶含量下具有较高的模量和冲击强度。欧玉春等报道了PP /三元乙丙橡胶(EP DM )/滑石粉三相复合体系。在无机填料表面形成的弹性界面相可使三相复合材料同时具有高韧性和高模量的特点。金士九等用乳液聚合的方法将具有不同交联程度和带环氧官能团的刚性粒子作为环氧树脂的增韧改性剂掺到环氧树脂中,研究其界面层结构对增韧的影响,发现刚性粒子与聚合物树脂基体之间发生不同程度的分子互穿,刚性粒子表面带环氧官能团后,与基体材料形成化学键合的界面层结构,从而改善材料的力学性能。 刚性粒子的加入对聚合物基体的结晶行为产生影响,使晶粒尺寸变小,完善程度降低,甚至在界面附近形成择优取向的滑移阻力较小的结晶层,从而促进基体发生屈服变形,利于材料韧性的提高。欧玉春等 [1] 研究PP /高岭土(Kaolin )/GF 复合体系及 其界面结晶性。通过DSC 非等温结晶数据分析指出,加入Kao1in 粒子和GF 后发生异相成核作用,促使PP 球晶尺寸变小,使材料韧性提高。张云灿等研究HDPE /CaCO 3体系中用烷氧焦磷酸酯型钛酸酯类和端口恶唑啉聚醚复合处理CaCO 3时,复合偶联剂在CaC O 3表面形成包覆层,且通过化学键形成联接、缠 绕、网络CaC O 3周围的基体分子链,增强了界面相粘结,复合材料力学性能明显得到改善;同时发现Ca 2C O 3表面处理剂、处理方式和CaCO 3的颗粒大小亦影 响界面的粘结强度,进而影响材料的力学性能。 在无机刚性粒子增韧机理上,吴永刚等还建立了刚性粒子团2界面带模型,即在复合体系中存在刚性粒子团,刚性粒子团与周围环境之间存在着一个
聚合物基复合材料 摘要：本文主要研究的是聚合物基复合材料的制备、性能、和应用。聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组成的复合材料。它有许多突出的性能：比强度大、比模量大；耐疲劳性能好；减振性好；过载时安全性好等。聚合物基复合材料的结构和性能存在广泛的灵活关系，通过不同的工艺控制，可以形成不同的结构形态，从而获得目标性能。 关键词：聚合物基复合材料制备性能应用 1、聚合物基复合材料的制备 1.1.聚合物复合材料概述及其制备流程 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。 1.2.基体及其制备： 基体是聚合物基复合材料的主要成分。用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变比。热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分于量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生化学反应固化后，形成不溶不熔的三维网状高分子。 1.2.1热固性聚合物的制备
聚合物的流变性能 一概述 注塑中把聚合物材料加热到熔融状态下进行加工。这时可把熔体看成连续介质，在机器 某些部位 上，如螺杆，料筒，喷嘴及模腔流道中形成流场。在流场中熔体受到应力，时间，温度 的联合作用发生形变或流动。这样聚合物熔体的流动就和机器某些几何参数和工艺参数发生密切 的联系。 处于层流状态下的聚合物熔体，依本身的分子结构和加工条件可分近似牛顿型和非牛顿型 流体它们的流变特性暂不予祥细介绍。 1 关于流变性能 （1）剪切速率，剪切应力对粘度的影响 通常，剪切应力随剪切速率提高而增加，而粘度却随剪切 速率或剪切应力的增加而下降。 剪切粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而讯 速降低，这种聚合物称作剪 性聚合物，这种剪切变稀的现象是聚合物固有的特征，但不同聚合物 剪切变稀程度是不同的，了 解这一点对注塑有重要意义。 （2）离模膨胀效应 当聚合物熔体离开流道口时，熔体流的直径，大于流道出口的直径，这种现象称为离模膨胀 效应。 普遍认为这是由聚合物的粘弹效应所引起的膨胀效应，粘弹效应要影响膨胀比的大小，温 度，剪切速率和流道几何形状等都能影响熔体的膨胀效应。所以膨胀效应是熔体流动过程中的弹 性反映，这种行为与大分子沿流动方向的剪切应力作用和垂直于流动方向的法向应力作用有关。 在纯剪切流动中法向效应是较小的。粘弹性熔体的法向效应越大则离模膨胀效应越明显。流 道的影响；假如流道长度很短，离模效应将受到入口效应的影响。这是因为进入浇口段的熔体要 收剑流动，流动正处在速度重新分布的不稳定时期，如果浇口段很短，熔体料流会很快地出口， 剪切应力的作用会突然消失，速度梯度也要消除，大分子发生蜷曲，产生弹性恢复，这会使离模 膨胀效应加剧。如果流道足够长，则弹性应变能有足够的时间进行弹性松驰。这时影响离模膨胀 效应的主要原因是稳定流动时的剪切弹性和法向效应的作用。 （3）剪切速率对不稳定流动的影响 剪切速率有三个流变区：低剪切速率区，在低剪切速率下被破坏的高分子链缠结能来得及恢 复，所以表现出粘度不变的牛顿特性。中剪切区，随着剪切速率的提高，高分子链段缠结被顺开 且来不及重新恢复。这样就助止了链段之间相对运动和内磨擦的减小。可使熔体粘度降低二至三 个数量级，产生了剪切稀化作用。在高剪切区，当剪切速率很高粘度可降至最小，并且难以维持 恒定，大分子链段缠结在高剪切下已全部被拉直，表现出牛顿流体的性质。如果剪切速率再提 高，出现不稳定流动，这种不稳定流动形成弹性湍流熔体出现波纹，破裂现象是熔体不稳定 要标志。 当剪切速率达到弹性湍流时，熔体不仅不会继续变稀，反而会变稠。这是因为熔体发生破 裂。 4）温度对粘度的影响 粘度依赖于温度的机理是分子链和“自由体积”与温度之间存在着关联。当在玻璃化温度以 下时，自由体积保持恒定，体积随温度增长而大分子链开始振动。当温度超过玻璃化温度时，大 链段开始移动，链段之间的自由体积增加，链段与链段之间作用力减小，粘度下降。不同的聚合 物粘度对温度的敏感性有所不同。 （5）压力对粘度的影响 聚合物熔体在注塑时，无论是预塑阶段，还是注射阶段，熔体都要经受内部静压力和外部动 压力的联合作用。保压补料阶段聚合物一般要经受 1500~2000kgf/cm2 压力作用，精密成型可高达 4000kgf/cm2, 在如此高的压力下，分子链段间的自由体积要受到压缩。由于分子链间自由体积减 小，大分第四节 的重
聚合物复合材料 4.1 概述 什么是复合材料？这个概念很难说清。由于缺乏严格的定义以及近年来人们用词的随意，模糊了复合材料的概念。关于复合材料有许多种定义。一种定义为：“a mixture of two or more materials that are distinct in composition and form, each being present in significant quantities (e.g., >5%)” (两种或多种不同组成、不同存在形式材料的混合物，各以显著的量存在)。另一定义为：“the union of two or more diverse materials to attain synergistic or superior qualities to those exhibited by individual members”（两种或多种不同材料的结合体，可获得协同的或优于个别材料的质量）。美国ASM的工程材料手册中的定义为：“a combination of two or more materials differing in form or composition on a macroscale. The constituents retain their identities…and can be physically identified.”（两种或多种不同组成、不同存在形式在宏观水平上的结合体。各组分保持各自的特征，并可用物理方法鉴别）。这里“宏观”、“各自特征”是两个关键。不符合这两个关键词的混合物将不被视为复合材料。例如固溶体，是两种材料在原子水平上的混合物，不能算作复合材料。但“宏观”是个什么概念？毫米级还是微米级还是纳米级？橡胶与塑料的混合一般不认为复合材料，原因有二。第一因为橡胶分散相的尺寸在微米级以下，不能视为宏观存在；第二因为橡胶与塑料同属高分子材料，不能视为不同材料的混合。但近年来又出现了“纳米复合材料”，其中有一种是纳米尺寸的无机粒子在塑料中的混合物。纳米尺寸能够称得上“宏观”吗？人们近年来还提出“分子复合材料”，即同系列聚合物棒状分子与线团状分子的混合物。既是分子水平的混合，又是同一种材料，也称为复合材料。但在本书的学习中，我们不必理会复合材料的确切定义，只将讨论的内容限定在ASM规定的材料范围之内。 人类从很早的时期起就认识到将两种或多种材料混合使用的益处。13世纪的蒙古包就是将动物筋、木头和丝用粘合剂粘在一起制成的。在更早的时期，人们就懂得将稻草混入泥巴来盖房子，这一技术直到今日还在我国农村使用。古埃及人已懂得制造轻便坚固的三合板，中世纪的欧洲人用合层的金属片制造盾牌。大自然也创造了不少天然复合材料：如木材、竹子、骨头等。 第二次世界大战期间，诞生了玻璃纤维与聚酯树脂的复合材料。这标志着先进复合材料时代的到来。最早的复合材料被用于制造飞机的门的档板，还用于制造导弹外壳。人们从这种高比强度（强度/密度）、高比刚度（模量/密度）的材料中看到了巨大的前途，开始有意识地开发复合材料，希望能够替代铝和钛等金属。从五十年代起，开始致力于纤维的研制，并开发出高性能的S型玻璃纤维。1963年，硼纤维问世，以后又相继开发出碳纤维、二氧化铍纤维、石墨纤维、芳香尼龙纤维、氧化铝纤维等。纤维可以加入到聚合物基体，也可以加入到金属基体或陶瓷基体，开创出一代高性能的复合材料。为有别于传统的与天然的复合材料，我们称此类材料为先进复合材料。复合材料可以金属、陶瓷、聚合物中任一种材料为