1.分散度以分散相平均粒径来表征，这里的平均粒径指的是什么？
分散相颗粒平均粒径的表征方法有数量平均直径与体积平均直径。数量平均直径(数均粒径)因便于计算而经常被采用。通常所说的平均粒径，如未加特殊说明，一般都是数均粒径。
2.什么是脆性断裂？
基体断裂、纤维断裂、纤维脱粘、纤维拔出、裂纹扩展与偏转。
3.芳纶纤维表面处理方法？
氧化还原处理，冷等离子表面处理，表面化学接枝处理
4.玻璃纤维润滑剂去除方法？
玻璃纤维浸润剂的去除方法有洗涤法和热处理法。
5.粉末填充材料的表面性质具体包括哪些方面？
6.碳纤维利用臭氧氧化法表面处理，效果受哪些因素影响？
碳纤维臭氧氧化法受到浓度温度时间影响，程度是时间＞浓度＞温度。
7.名词解释：共挤出成型技术
共挤出成型技术：是两种或两种以上的原料通过同一个机头挤出，成型为具有核壳结构或多层结构的聚合物复合型材的技术。共挤出技术使产品具有特殊性能，并能大幅度地降低成本，是当代应用颇广的塑料成型方法。
8.注塑成型工艺过程主要包括哪些阶段？
注塑成型工艺过程主要包括合模、填充、保压、冷却、开模、脱模等6个阶段。
这6个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这6个阶段是一个完整的连续过程。
9.单螺杆挤出成型原理包括那三个理论？
固体输送理论，熔融理论，熔体输送理论
10.名称解释：天然纤维聚合物复合材料的挤出成型技术
天然纤维聚合物复合材料的挤出成型技术，是指聚合物基体和纤维材料在挤出机中通过加热、加压，使受热熔化的基体和纤维材料混合、塑化，最后连续通过口模成型的方法。
11.弱边界层可能由以下几个方面的原因造成的？
1.在天然纤维增强复合材料的制备过程中，外部杂质进入了两相界面之间。
2.在制备复合材料的过程加入了其他助剂的影响。
3.复合材料在使用，储存和运输的过程中不慎带入了杂质等。
12.热塑性塑料的加工过程一般需经历哪些基本步骤？
加热塑化、流动成型、冷却固化
13.什么是弱界面层？
各种低分子物通过吸附、扩散、迁移、凝集甚至于键合等途径，在部分或全部黏合界面，形成低分子物质的富集区，这就是弱界面层。
14.常见的麻纤维的种类有哪些？主要的优点？
包括韧皮纤维(苎麻、亚麻、黄麻、洋麻、大麻、罗布麻等)和叶纤维(剑麻、蕉麻和菠萝麻)。特点：力学性能优异、拉伸性能优异、还有抗菌性。
15.制备天然纤维热塑性聚合物复合材料的原料主要有哪些？
塑料原料、木材纤维、非木材纤维还有添加剂。
16.光稳定剂主要有那几种，作用是什么？
紫外光屏蔽剂：可以吸收或反射（主要是反射）紫外光。TiO2、ZnO等无机颜料、无机填料和炭黑。
紫外线吸收剂：强烈地吸收紫外光，使光能以热能形式放岀。水杨酸酯类、酮类、苯并三唑类。
紫外线猝灭剂：捕灭紫外线的活性。如二价镍的络合物分子。
17.改变天然纤维与塑料相容性常用的方法有哪几种？
1.对天然纤维原料预处理，降低天然纤维的极性或者除去对界面结合不利的抽提物，可通过物理货化学方法改善天然纤维表面结构。
2.对塑料原料预处理，提高塑料极性，可通过接枝共聚和极性塑料共混等。
3.添加第三组分，如偶联剂等添加剂，这些添加剂一般是一端极性一端非极性的化合物，极性一端与天然纤维相容，非极性一端与塑料相容。
18.天然纤维聚合物复合材料有哪些优点？
耐老化、耐腐蚀、稳定性好、可以进行切割、吸水性小。
19.天然纤维聚合物复合材料的定义（热塑性基体）？
以木本，禾本，滕木植物及其加工剩余物等可再生生物质资源为主要原料，配混一定比例的高分子聚合物基料及无机填料，利用专用助剂，通过物理化学和生物工程等高技术手段，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆循环利用的多用途新型材料。
20.聚氨酯硬质泡沫塑料有哪些特点，可以用在哪些领域？
硬制泡沫塑料制品质量轻，比强度高，热导率低，隔音性良好。广泛应用于保温隔热材料和夹芯层合板，在建筑，冷库，冷藏车辆和船舶中做保温隔热层。
21.泡沫塑料物理发泡法可以分为哪几种？
惰性气体法，低沸点溶液法，掺加中空微球。
22.什么是熟化？
预发泡颗粒经一定时间的干燥、冷却和泡孔压力稳定的过程称为熟化。
23.GMT制造工艺主要有哪几种？
熔融浸渍工艺、悬浮沉积工艺、静电吸附热压工艺
24.热固性树脂固化过程中可能经历的四种力学状态
未凝胶玻璃态、黏流态、高弹态、凝胶后的玻璃态
25.增强热塑性塑料片材？
增强热塑性塑料片材是将增强材料与热塑性树脂预先制成半成品板材，再将其裁剪成坯料，模压或冲压成各种制品，半成品称为增强热塑性塑料片材。
26.什么是片状模塑料？
多组分的不饱和聚酯树脂糊充分浸渍短切玻璃纤维(或毡)并在上下面覆盖聚乙烯薄膜而获得的片状夹芯形式的模塑料。
27.预浸料单位面积纤维质量指标有什么具体意义？
预浸料单位面积的纤维质量，也称面密度，记为Gi。它的大小反映了单层预浸料中纤维的多少，即单层的纤维厚度：在含胶量一定的情况下，反映单层复合材料的厚度。
28.热熔浸渍法工艺的特点有哪些？
1.生产现场和环境无污染
2.不易引发火灾
3.节约溶剂
4.预浸料挥发分含量低，复合材料
5.空隙率小
29.预浸料的黏性的定义？
预浸料黏性：指一定温度下，本身相互黏附贴合的特性，依赖于树脂软化点和实验温度。
30.模具按照结构形式可以分为哪几种形式？
1.单模：凹模(制品外表面光洁)、凸模(制品内表面光洁)
2.对合模：制品双面光洁
3.拼装模：大型模具，由小块模具拼装而成
31.成型工艺中模具的具体定义？
成型中赋予复合材料制品形状所用部件的组合体。
32.喷射成型工艺
喷射成型一般将分装在两个罐的混有引发剂的树脂和混有促进剂的树脂，由液压泵或压缩空气按比例输送从喷枪两侧雾化喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出好，与树脂共同喷在模具上，并用手辊碾压，压实并除去气泡，重复操作，直至固化成型。
33.RTM成型中哪些工艺参数对成型有影响？
注胶压力、注胶速率、注胶温度
34.3D打印成型工艺
3D打印又称增强制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印常见成型工艺有熔融沉积成型技术、光固化立体成型技术、选择性激光烧结技术和箔材叠层制造技术。
35.RFI成型工艺
RFI是将树脂膜熔渗与纤维预制体相结合的一种树脂浸渍技术。属于液体模塑工艺，也是一种不采用预浸料制造先进复合材料结构件的低成本技术，是树脂膜熔渗工艺。
36.袋压成型根据加压方式可以分为？
袋压成型根据加压方式分为：真空袋成型、压力袋成型、真空袋–热压罐成型。
37.按照预成型的方法分类可以分哪几类？
按预成型方法分类：层贴法、沉积法、缠绕法、编织法
38.热固性聚合物复合材料成型三要素是什么？
成型三要素：赋形，浸渍，固化
39.按照开闭模分类可以分为哪几类？
闭模成型：模压成型、树脂传递模塑RTM、注射成型、增强反应性注射成型RRTM；
开模成型：手糊成型、喷射成型、真空袋成型、压力袋成型、热压釜成型、缠绕成型、拉挤成型、离心浇铸成型；
其他成型：编织、吸积(吸胶)I成型。
1、为什么要研究天然纤维热塑性聚合物复合材料成型过程中的流变行为？
答：因为在大部分聚合物材料的加工过程中，都离不开聚合物材料流体的流动。它们的加工成型和使用性能以及最终制品的各种性能很大程度上决定于其流变行为。例如在挤出成型中，流动性过小，会不利于原料充满整个模具，造成挤出困难；但流动性过大，会不利于形成足够的挤出压力，造成制品强度缺陷。
2、你认为将来那种工艺可能会替代挤出成型工艺成为天然纤维聚合物复合材料（热塑性基体）的主要生产工艺？
答：热压成型工艺，原因有以下几点
1）可以通过人造板工艺制备高比例的天然纤维复合材料。
2）可以利用不同形态的木质纤维材料与塑料加工生产复合材料板材和型材。
3）可以制备宽板，从而更好的替代木质人造板。
4）可以使用长纤维原料。
3、天然纤维聚合物复合材料挤出成型一步法与两步法有什么区别？
答：区别在于一步法省略了混炼造粒这样的步骤，一步法效率高，混炼塑化好，节能显著，生产成本降低，市场竞争力强，但是设备工艺要求较高，反之二步法操作简单，灵活性高，对员工整体技术要求低，但成本要求较高。
4、天然纤维聚合物复合材料模型成型技术的特点？
模压成型可使造型美观的物件一次成型，减少了加工和装配工作量，并使连接重量降低。模压还可使零件各部分的密度均匀，降低内应力。模压制品的尺寸准确，互换性好，可以提高装配质量。
5、如何来调控浸润角？
1对于一个固定的体系，可以通过控制温度，保持时间，吸附气体等调控浸润角。
2改变体系的表面张力调控浸润角。
3固体表面的润湿性能与其结构有关，通过改变物体的表面状态，既改变其表面张力，调控浸润角。
6、聚合物复合材料界面存在的内应力是如何产生的？
聚合物基体和纤维在温度降低的时候体积收缩不匹配，而又要保持变形的一致，必然会产生内应力
7、想一想界面问题研究的难点在哪里？
1.界面区域小且结构组成复杂，是一个多层结构的过渡区域；
2.界面的形成过程复杂；
3.界面形成的机理多样，但都具有一定的局限性。
8、利用天然纤维聚合物原料进行3D打印成型的难点在哪里？
3D打印的材料在加工时应具有流动性，成型后又能快速通过凝固、聚合和固化等方式粘结为具有良好的机械强度和设定功能的材料，天然纤维聚合物原料很难做到。
9、利用分散相分散状况的定量表征，对促进聚合物复合材料性能有哪些帮助？
了解增强相的分布和大小，了解材料的的均匀性，知晓材料的脆弱点，强度分度，同时通过对粒度大小的测定，了解最优粒度，提升材料性能
10、模具对于聚合物复合材料成型的重要性体现在哪些方面？
1.决定了制品结构、形状、尺寸，符合制品的精度和外观要求；
2.在成型过程中满足能传热、传压的要求；
3.要与制品的热膨胀系数相匹配，如若不匹配会导致制品损坏。
11、碳纤维为什么要进行表面处理，你认为哪种工艺比较好，原因是什么？
答：碳纤维与数值的浸润性，粘附性差，同时在复合过程中易受损伤，同时碳纤维表面存在杂质，表面积较小，表面能较低，等离子体氧化法和表面等离子体聚合接枝法较好，前种方法可以低温处理，纤维强度几乎没有损失，同时表面能和表面活性官能团在增加，提高了对基体的浸润性和反应性，同时复合材料的层间剪切强度也得到显著提升。后者不需要任何的引发剂和溶剂，污染小，耗时少，效率高。
12、如何利用聚合物微观形态的知识指导生产？
通过形态观测可以找到材料性能缺陷的原因，通过改善共混物的形态可以提高共混物性能。
13、能否用界面理论其中之一去揭示天然纤维聚合物复合材料（热塑性基体）的界面机理，为什么？
答：不能，每一种理论都有其局限性，需要结合使用，而不能单独解释机理。
例如：浸润吸附理论不能解释1）为什么剥离时所需能量大大超过克服分子间作用力所需的能量。2）分子间力的强弱不应该取决于黏结表面的分离速率，但实验结果是这样表现得。3）不能解释为什么非极性聚合物间也有粘结力。化学键理论对未使用偶联剂或使用了但理论上根本不能形成化学键的复合体系是无能为力的。而机械互锁理论取决于材料的几何学因素，没有一个黏结系统是只由它形成的。弱界面层对生成柔性膜时不适用。界面扩散理论，近年来提出的相互贯穿网络理论就是其与化学键理论的结合，可见其本身就是不全面的。
郭勇回复李由：回答的很全面，还有一个就是天然纤维种类繁多，性能差异较大，与传统纤维材料聚合物复合材料界面结合有差异性，需要不断的完善界面机理理论。
14、改善天然纤维聚合物复合材料相容性的方法有哪些？
改善方法：
1、物理方法（热处理、蒸汽爆破、微波处理、表面原纤化和放电处理）；
2、化学方法（碱处理、酯化、乙酰化处理、苯甲酰化处理、接枝共聚）；
3、添加助剂（化学偶联剂、界面相容剂、改性剂的复配）；
其中对热塑性基体表面改性又可分为（化学改性、光化学改性、力化学改性、辐射改性）
15、聚合物复合材料中增强材料的表面特性有哪些？例举一些。
物理特性（表面微结构，比表面积和形态结构）
化学特性（表面化学组成，表面官能团和反应性）
表面吉布斯自由能等
16、聚合物复合材料破坏过程中界面上的化学键发挥了哪些作用？16
1.界面黏结强度随着界面的反应性增大而增大（化学键比例提高），剪切强度也呈与反应性的正相关。
2.当化学键分布集中时，裂纹扩展，能力流散较少，可能还没引起键的断裂就已冲断纤维。
3.当化学键是分散的，界面的破坏是逐渐的脱黏破坏。
17、为什么利用电子显微镜观测天然纤维聚合物复合材料微观形态观测时，样品制备要选择断面法？
因为天然纤维聚合物复合材料表面可能会受一定的磨损并且可能由于不均匀的原因如果对其进行检测可能会有很大的误差，但是断面处于内部是比较均匀的状态，检测出来的样品更加贴近真实数据
18、为什么在中国近二十年来天然聚合物复合材料可以高速发展？
1.我国的天然纤维原料分布广泛且资源丰富，可以很充分地进行利用
2.天然纤维聚合物复合材料是环境友好型材料，能够将废弃材料作为原料进行利用，并且可以重复回收利用，很大程度上减少了对环境的污染
3.天然纤维复合材料结合了高分子材料的优点，同时具有一系列优良的性能，能够满足越来越多种类的使用需求
19、热固性聚合物复合材料一步法与两步法成型工艺差不多，这种说法对吗，为什么？答：不对。一步法是由纤维、树脂等原材料直接混合浸渍，一步固化成型形成复合材料；两步法则是预先对纤维树脂进行混合浸渍加工，使之形成半成品，再由半成品成型出符合材料制品。两步法将浸渍过程提前，很好的控制了含胶量和纤维树脂均匀分布问题，通过半成品质量的控制，确保了复合材料制品的质量。
20、粉体填充材料在使用时一定要进行表面处理吗，表面处理的常用方法有哪些？
不一定，填料进行表面处理意义是：它是在把降低原材料成本作为首要目标时，尽量使用不
经过表面处理的原始状态的粉体材料仍然是最佳的选择；1.涂敷改性(冷法、热法)
2.表面化学改性(主要方法)
3.沉淀反应改性(钛白、云母)
4.机械化学改性
5.高能改性、酸碱处理等
21、喷射成型工艺为什么不能完全取代手糊成型工艺？
喷射成型需要将短切纤维与雾化树脂同时喷射到开模表面，要经过几层喷射以保证树脂与固化剂混合均匀以及玻纤完全浸润。对树脂体系粘度，纤维等原料均匀要求。此法制件的承载能力低，适合制造大型部件，对于其他原料及制件，手糊成型更好。
22、如何做好连续纤维预浸料的质量控制？
1、原材料验收（纤维、树脂、固化剂、溶剂、离形纸）；
2、工艺过程控制（检查纤维与树脂的比例是否合适、荧光透光监视、穿透射线仪、离形纸）；
3、批次检验（凝胶时间、树脂流动性、挥发分含量、树脂含量、粘温变化、寿命）。
23、聚合物复合材料固化时选择直接高温固化可行吗，请说出理由？
答：不行，直接高温固化，虽然反应速率快，但是固化剂被包住，无法与较远的大分子基团反应，导致结构不均匀，网络交联密度相差太大，内应力也变大。
24、热塑性聚合物复合材料会不会完全取代热固性聚合物复合材料？
答：不会，相比热塑性材料，热固性塑料成型后不能改变形状，成型后尺寸稳定性好,外观刚性强。可以用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用。耐候，耐热性好，力学性能也相对更好。
成型工艺的选择要考虑材料性能和质量要求，因此不会被完全取代。
25、纤维与树脂界面力的测定方法有哪些，你选择那种方法来测试？
答：单丝模型法（单丝拔脱实验，微脱黏实验，临界长度实验），宏观测试法（三点横梁弯曲实验，横向拉伸法，剪切实验。单丝拔脱实验）。选择单丝拔脱实验进行测试。
26、成型的工艺选择是不是优选自动化程度高的工艺？
不是，多数企业会优先考虑成本
27、袋压成型有什么优点？
最大的优点是开模仅用一个模具，就可以得到形状复杂，尺寸较大，质量较好的制件，也能制造夹层结构件。
28、玻璃毡增强热塑性塑料片材的特点有哪些，你觉得发展前景如何？
答：1，与金属板相比，GMT质轻，耐腐蚀，不生锈，隔热，隔音，绝缘性好，可一次加工
复杂成型制品。2.与SMC相比，GMT具有很长的储存期，制品成型周期短，可回收利用，无公害污染，冲击韧性好。3.与短纤维增强热塑性塑料相比，GMT强度高，刚性好，抗蠕变性能好，使用寿命长，制品尺寸稳定性好。
基于以上特点，GMT的应用范围不断增大，应用量不断增多，正越来越多的替代钢材和热固性塑料，发展前景广阔。
29、闭孔泡沫塑料与开孔泡沫塑料有什么区别？
开孔泡沫塑料是指气体充填在聚合物构成的相互连接的格子内，闭孔泡沫塑料是指气体充填在聚合物构成的互不相通的格子内部。闭孔结构的吸水性，透气性和导热性均比开孔结构小，强度和刚度比开孔结构高。
30、SMC成型工艺能够快速发展的原因是什么？
答：SMC操作方便，模压成型时间短，生产效率高。能够改善成型加工工作环境和劳动条件，成型流动性好，可成型结构复杂的制品或大型制品，并且制品表面质量好。组分的种类配比可调配性好，可降低成本或使制品轻量化，玻璃纤维在生产和成型中均未受损伤，长度均匀，制品强度高。
综上因此从20世纪60年代以来，SMC成型工艺一直能够快速发展。
31、秸秆类纤维作为天然纤维聚合物复合材料的原料有哪些局限性，如何解决？
答：表面光滑具有蜡质层，胶液和塑料熔体难以浸入，有大量的极性基团和氢键，可进行加工预处理解决；质地轻，结构疏松，灰分含量高，选择合适的加工工艺和采用适宜的加工助剂；收集季节性强，贮存时间长，可新建专门的储存场所，综合考虑供给量和成本问题；耐热性较差（通常为200℃左右），可选择熔点不高的塑料解决。
32、作为天然纤维聚合物复合材料的基体材料高密度聚乙烯与聚乳酸有什么差异性？
答：加工方法：HDPE制备方法：於浆法，气相法（低压），溶液法聚合的；PLA是由乳酸或丙交酯经开环聚合而成。
力学性能：HDPE软而韧，力学性能较低（冲击强度高除外），例拉伸强度为22~23Mpa;PLA 强度，模量都较高,例拉伸强度为49~59Mpa.
热学性能：HDPE的Tg很低（-20℃），熔融温度较高且狭窄（126~137℃），极不耐燃烧，氧指数极低（17,4）；PLA的Tg较高（50~61℃），熔点高且宽泛（135~215℃），耐燃性一般：氧指数接近于平均值27
优势性能：PLA具有优异的生物降解性和相容性。HDPE无极性，介电常数小，具有优异的介电和电绝缘性。
应用：PLA可用于一次性手术用具和药品稀释剂。HDPE常用于管材，薄膜，电线电缆等领域。
33、天然纤维聚合物复合材料配方里添加剂的作用主要有哪些？
答：光稳定剂：提高耐老化性能。
抗氧化剂：延缓或抑制塑料氧化降解。
润滑剂：减少摩擦。
偶联剂：改善界面性能，提高黏合性，从而提高复合材料性能。
着色剂：提供类似于木材的外观和耐紫外光功能。
抗静电剂：防止制品表面聚集电荷。
化学发泡剂：改善外观，提高加工速度。
防霉和防腐剂：保护木纤维防止腐烂和降低吸湿性。
34、塑合木与木塑复合材料有什么区别？
塑合木：是一种是将塑料单体或者低聚合度树脂浸入到实体木材中，通过加热或辐射引发塑料单体或者低聚合度树脂在木材中进行自由基聚合，所得复合材料。
木塑复合材料：以木本/禾本/藤本植物及其加工剩余物等可再生生物质资源为主料，配混一定比例的高分子聚合物基料及无机填料，利用专用助剂，通过物理、化学和生物工程等高技术手段，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用的多用途新型材料。
35、你认为天然纤维聚合物复合材料加工最大的问题是什么，如何解决？
答：加工设备98%以上还是沿用塑料加工以及木质人造板设备，不仅不适应于长纤维的加工，对高水分的WPC缺乏相应干燥和排气方法，而且加工质量不稳定，设备效率低，加工能耗大（温度高）。针对以上情况可通过研发高效的WPC专业生产设备解决。
36、增加发泡率的条件有哪些？
答：1.使传热的水蒸气透入泡孔的速率超过戊烷从泡孔中渗出的速率。2.牵伸了的聚合物呈橡胶状态,其强度应能够平衡内部压力，珠粒发泡膨胀。但当蒸汽量过大时，即密度< 0.015g/cm3时，泡壁所受到的压力就会超过PS的弹性极限，气泡就会破裂。3.发泡温度对预发珠粒的密度影响很大，要合理控制预发泡温度。这种影响不是由于热膨胀作用的差异，而是由于在较高温度下，水蒸汽的透过率增大和聚合物对内压的阻力降低所造成的。4.防止空气过多地进入设备，否则会降低水蒸气的分压，珠粒密度增加。当制品密度> 0.25g/cm3，可以不予发泡，但形状不能太复杂，壁不能太薄。
37、聚氨酯发泡材料常用的制备工艺有哪些？
软质材料：一步法、两步法（预体聚法，半预聚法）；硬质材料：浇注发泡成型、喷涂发泡成型、复合板材的连续成型
38、天然纤维增强聚合物复合材料的界面可以用哪些界面作用机理来解释？
①浸润吸附理论②化学键理论③扩散理论
④电子静电理论⑤机械联结理论
39、观察一种天然纤维增强热塑性聚合物复合材料形态，你打算用哪些形态测试技术？
原子力显微镜（AFM）可以测量绝缘体，恒力模式得到材料表面形貌信息，还可测量表面原子力，测量表面的弹性、塑性、硬度、黏着力、摩擦力等
40、短纤维增强聚合物复合材料中影响分散相粒径的主要因素可能有哪些？
1、粘度比及剪切应力、界面张力的影响
2、组分配比的影响
3、相容性的影响
41、RTM成型工艺与RFI成型工艺有什么区别？
RTM可在无压力环境下固化成型，RFI通常需要在能产生自上而下的压力的环境下完成
42、智能聚合物复合材料与机敏聚合物复合材料的区别是什么？思考一下，智能聚合物复合材料研发的关键环节有哪些？
智能聚合物复合材料是机敏聚合物复合材料的高级形式。机敏聚合物复合材料只能实现自诊适应和自愈合功能，智能聚合物复合材料在这基础上还实现了自决策功能。关键环节是原材料的选取，比如敏感材料，基体材料，还有一些驱动材料如伸缩材料和信息处理器。
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
界面及界面改性方法 界面结合强度低，则增强纤维与基体很容易分离，在材料的断面可观察到脱粘、纤维拔出、纤维应力松弛等现象，起不到增强作用；但界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松弛，形成脆性断裂。 在研究和设计界面时，不应只追求界面粘结而应考虑到最优化和最佳综合性能。 1、聚合物基复合材料界面 界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。 大多数界面为物理粘结，结合强度较低，结合力主要来自如色散力、偶极力、氢键等物理粘结力。 偶联剂与纤维的结合（化学反应或氢键）也不稳定，可能被环境（水、化学介质等）破坏。一般在较低温度下使用，其界面可保持相对稳定。增强剂本身一般不与基体材料反应。 聚合物基复合材料界面改性原则： 1）在聚合物基复合材料的设计中，首先应考虑如何改善增强材料与基体间的浸润性。一般可采取延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度以及改变增强体织物结构等措施。２）适度的界面结合强度 ３）减少复合材料中产生的残余应力 ４）调节界面内应力和减缓应力集中 聚合物基体复合材料改性方法 １、颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面 ２、纤维增强体复合材料界面改善 a)纤维表面偶联剂 b)涂覆界面层 c)增强体表面改性 2、金属基复合材料界面 金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。 金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。 金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。多数金属基复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应。 金属基复合材料的界面控制研究方法： 1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。 2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素 3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。 3、陶瓷基复合材料的界面 陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。 陶瓷基体复合材料界面控制方法
1.复合材料的分类方法？ 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。 金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。 短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。 粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。 编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。 按用途分类 复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。 2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？ <1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。 <2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。 <3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。
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
聚合物基复合材料 高分子专业考试复习资料 现已完结，另有小抄版本稍后更新 第二章增强材料 2.2玻璃纤维 2.21分类 (1)根据化学组成(含碱量)分为：1%以下的无碱纤维,2%-6%的低碱纤维,10%-16%的有碱纤维。 (2)根据外观形状分为：长纤维、短纤维、空心纤维、卷曲纤维。 (3)根据纤维特性分为：高强度(S)、高模量(M)、耐高温、耐碱(G)、普通纤维。 2.2.1成分与作用:氧化硅SiO2：物质基础、骨架 氧化铝Al2O3 ：降析晶和膨胀系数,提高稳定性和强度 氧化钙氧化镁：降低高温时粘度，促进熔化、澄清、提高拉丝速度 氧化硼B2O3 氧化铁Fe2O3 碱金属；助熔，提高流动性 2.2.2玻璃纤维物理化学性能： 物理性能：直径5~20微米，密度2.4~2.7 g/cm3；力学性能影响因素（P11）；耐热性高，绝缘性取决于组成、温度和湿度 化学性能：直径越小，稳定性越低；碱金属氧化物含量越高，稳定性越低 2.2.3玻璃纤维及制品的生产工艺：（1）坩埚法（2）池窑法 2.2. 3.1池窑法：多种原材料按不同比例混合均匀送入池窑熔化成玻璃液，玻璃液经过澄清，降温后流入支路上的铂铑合金漏板。漏板上布满了100～4000个的小孔，玻璃被拉丝机从这些小孔中拉出，即成玻璃纤维。 池窑法的优点：省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；池窑容量大，生产能力高；对窑温、液压、压力、流量和漏板温度可实现自动化集中控制，所得产品质量稳定；适用于采用多孔大漏板生产粗玻璃；废产品易于回炉。 2.3芳纶纤维：芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维 分类：全芳族聚酰胺纤维；杂芳族聚酰胺纤维 2.3.1芳纶纤维的制备： 2.3.2芳纶纤维的结构与性能 结构：线型刚性伸直链，分子间氢键，高度结晶，超分子结构 性能：优异的拉伸强度、拉伸模量，低密度，优良的减震性能，耐磨性、耐冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性，良好的耐化学腐蚀性，低膨胀、低导热、不燃、不熔以及优良的介电性能。 2.4碳纤维 2.4.1分类：聚丙烯腈基碳纤维；沥青基碳纤维；纤维素基碳纤维；酚醛基碳纤维；其它有机纤维基碳纤维 2.4.2国产碳纤维存在的主要问题：1）原丝质量与国外比还存在差距。2）大部分国产碳纤维未经过表面处理，制成复合材料层间剪切强度偏低。3）尚未形成经济规模，价格太贵，成本组成不合理。4）品种单一、规格单一，碳纤维来源大部分依赖于进口。 2.4.3碳纤维的制造方法：基本步骤：1）纤维化，聚合物熔化或溶解后制成纤维；2）稳定（氧化或热固化），200~450o C空气中进行；3）碳化，1000~2000o C惰性气体保护，含碳量85~99%；4）石墨化，2500o C以上氩气保护，含碳量99%以上 2.4.4原丝的制备：a.聚合 加入共聚单体的目的：①使原丝予氧化时既能加速大分子的环化，又能缓和纤维化学反应的激烈程度，使反应易于控制；②并可大大提高预氧化及碳化的速度；③有利于预氧化过程的牵伸。共聚单体的种类：在众多的共聚单体中，不饱和羧酸类：如甲基丙烯酸、丙烯酸、丁烯酸、顺丁烯二酸、甲基反丁烯酸等占有重要位置。
摘自课本《聚合物基复合材料》,针对的是聚合物基纳米复合材料的制备方法。 1、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是最早用来制备纳米复合材料的方法之一。所谓的溶胶-凝胶工艺过程是将前驱物在一定的有机溶剂中形成均质溶液，均质溶液中的溶质水解形成纳米级粒子并成为溶胶，然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为凝胶。溶胶-凝胶中通常用酸、碱和中性盐来催化前驱物水解和缩合，因其水解和缩合条件温和，因此在制备上显得特别方便。根据聚合物与无机组分的相互作用情况，可将其分为以下几类： （1）直接将可溶性聚合物嵌入到无机网络中把前驱物溶解在形行成的聚合物溶液中，在酸、碱或中性盐的催化作用下，让前驱化合物水解，形成半互穿网络。（2）嵌入的聚合物与无机网络有共价键作用在聚合物侧基或主链末端引入能与无机组分形成共价键的基团，就可赋予其具有可与无机组分进行共价交联的优点，可明显增加产品的弹性模量和极限强度。在良好溶解的情况下，极性聚合物也可与无机物形成较强的物理作用，如氢键。 （3）有机-无机互穿网络在溶胶-凝胶体系中加入交联单体，使交联聚合和前驱物的水解与缩合同步进行，就可形成有机-无机同步互穿网络。用此方法，聚合物具有交联结构，可减少凝胶的收缩，具有较大的均匀性和较小的微区尺寸，一些完全不溶的聚合物可以原位生成均匀地嵌入到无机网络中。 溶胶-凝胶法的特点是可在温和条件下进行，可使两相分散均匀，通过控制前驱物的水解-缩合来调节溶胶-凝胶化过程，从而在反应早期就能控制材料的表面与界面性能，产生结构极其精细的第二相。存在的问题是在凝胶干燥过程中，由于溶剂、小分子、水的挥发可能导致材料内部产生收缩应力，从而会影响材料的力学和机械性能。另外，该法所选聚合物必须是溶解于所用溶剂中的，因而这种方法受到一定限制。 2、层间插入法 层间插入法是利用层状无机物(如粘土、云母等层状金属盐类)的膨胀性、吸附性和离子交换功能，使之作为无机主体，将聚合物(或单体)作为客体插入于无机相的层间，制得聚合物基有机-无机纳米复合材料。层状无机物是一维方向上的纳米材料，其粒子不易团聚且易分散，其层间距离及每层厚度都在纳米尺度范
2014学年度第 一 学期课程考试 《复合材料》本科 试卷(B 卷) 注意事项:1、 本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 2、 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3、 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回。 一、 选择 题分,(30每题2分) 【得分: 】 1、复合材料中的“碳钢”就是( ) A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。 B 、玻璃纤维增强塑料。 C 、碳纤维增强塑料。 D 、氧化铝纤维增强塑料。 2、材料的比模量与比强度越高( ) A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。 C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 3、在体积含量相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料( ) A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维( ) A 、由干喷湿纺法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到1000℃以上。 D 、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维( ) A 、由化学沉积方法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到3000℃以上。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在:( ) A 、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一就是( ) A 、环氧树脂吸湿变脆。 B 、水起增塑剂作用,降低树脂玻璃化温度。
1.聚合物基复合材料的组成 (1) 基体 热固性基体： i) 熔体或溶液粘度低，易于浸渍与浸润，成型工艺性好 ii) 交联固化后成网状结构，尺寸稳定性好耐热性好，但性脆 iii) 制备过程伴有复杂化学反应 热塑性基体： i) 熔体粘度大，浸渍与浸润困难，需较高温度和压力下成型，工艺性差 ii) 线性分子结构，抗蠕变和尺寸稳定性差，但韧性好 iii) 制备过程中伴有聚集态结构转变及取向、结晶等物理现象 (2) 增强体 主要有碳纤、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维等 由于树脂基体与增强体相容性、浸润性较差，增强体多经过表面处理与表面改性，以及浸润剂、偶联剂和涂复层的使用，使其组成复杂化。 3.复合材料的界面 1)界面现象：①表面吸附作用与浸润 ②扩散与粘结（含界面互穿网络结构） ③界面上分子间相互作用力（范氏力和化学键合力） 2). 复合材料的界面形成过程 PMC、MMC、CMC等复合材料体系对界面要求各不相同，它们的成型加工方法与工艺差别很大，各有特点，使复合材料界面形成过程十分复杂，理论上可分为三个阶段。（1）第一阶段：增强体表面预处理或改性阶段。 i) 界面设计与控制的重要手段 ii) 改性层成为最终界面层的重要组成部分 iii) 为第二阶段作准备 （2）第二阶段：增强体与基体在一组份为液态（或粘流态）时的接触与浸润过程 i) 接触—吸附与浸润—交互扩散—化学结合或物理结合。化学结合可看作是一种 特殊的浸润过程 ii) 界面形成与发展的关键阶段 （3）第三阶段：液态（或粘流态）组分的固化过程，即凝固或化学反应 i) 界面的固定（亚稳态、非平衡态） ii) 界面的稳定（稳态、平衡态） 在复合材料界面形成过程中涉及： i) 界面间的相互置换：如，润湿过程是一个固-液界面置换固-气表面的过程 ii) 界面间的相互转化：如，固化过程是固-液界面向固-固界面转化的过程后处理过程：固-固界面自身完善与平衡的过程 3）复合材料界面结构与性能特点 i) 非单分子层，其组成、结构形态、形貌十分复杂、形式多样。界面区至少包括： 基体表面层、增强体表面层、基体/增强体界面层三个部分 ii ) 具有一定厚度的界面相（层），其组成、结构、性能随厚度方向变化而变化，具有“梯度”材料的性能特征
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）
课程名称: 聚合物复合材料 论文题目：改性木粉/PVC复合材料的研究进展任课老师：符新教授 学院：材料与化工学院 专业：材料学 班级：材料学 学生XX：周宇 学生证号：008
改性木粉/PVC复合材料的研究进展 1 木/塑复合材料的发展和背景 木/塑复合材料是利用木粉和废旧热塑性塑料或树脂为主要原料,经高温混炼、再经成型加工而制得的一种廉价的新型复合材料。它是当代工业基础材料废物利用的最佳科研成果在工业生产中的应用,有“合成木材”之名,在建筑、交通、轻工等部门具有广阔的应用前景[1]。这种木/塑复合材料不仅可以替代货物木质包装材料和铺垫材料,还能用于门、窗框、建筑模板、地板、汽车配件的生产[2]。 20世纪80年代,这种新型复合材料在国外已有研究成果和实际应用[3]。日本阿特隆公司于1980年发表了相关专利并向世界推广[4]。这也是近年来国外发展较快且经济效益显著的实用型技术。木/塑复合材料之所以发展得这么快,是由于人们环境观念的加强。美国建筑工业寻找木材的替代材料,要求不腐蚀、不翘曲、维修方便、外观与木材相似。而韩国和日本的纸、木材加工厂对锯木粉、废木屑等的应用都推动和加速了木/塑复合材料的研究和应用开发[5]。我国是一个木材资源不丰富的国家,储量小,产量满足不了市场的需要。另外,自1998年2月开始,美国、加拿大和欧盟国家相继对我国出口货物的木质包装材料实施新的检疫标准,要求采取熏蒸或高温消毒处理,否则将拒绝入境,这也促进和推动了我XX用木塑型材做包装用托盘为代表的制品发展。 现在国外已对木/塑复合材料有了较深入的研究, 开发出PE木塑、PS木塑、PP木塑、PVC木塑等多种复合材料及制品[6]。而国内开展研究起步较晚,在这方面的研究只是近几年的事情。目前国内主要是对PE、PP基木塑复合材料的研究[7],产品开发主要是PE基木塑复合材料制品,而对PVC基木塑复合材料深入研究的报道较少,相应的产品开发也少有报道。PVC是目前世界上最重要的两种塑料材料之一,每年庞大的PVC消费量相应地产生了大量的废旧塑料,可是这些废旧塑料的回收率还很低,使得大量的废旧塑料制品成为垃圾,给环境造成很大污染[8]。因此,
大学研究生课程论文 题目聚合物基复合材料的界面研究进展成绩 专业材料工程 课程名称、代码1512011080405 年级 姓名学号 时间年月 任课教师
聚合物基复合材料的界面研究进展 【摘要】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。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、原位复合材料的界面特性及其改性方法，并简要介绍了各种复合材料的增强机理，界面相容性。 【关键词】聚合物；复合材料；综述；增强 1 前言 界面是复合材料极为重要的微观结构，它作为增强体与基体连接的“桥梁”，对复合材料的物理机械性能有至关重要的影响。复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相(界面相)组成，它们各自都有其独特的结构、性能与作用，增强相主要起承载作用，基体相主要起连接增强相和传载作用，界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者[1]。目前对增强相和基体相的研究已取得了许多成果，但对作为复合材料三大微观结构之一的界面问题的研究却不够深入，其原因是测试界面的精细方法运用起来较困难，描述的理论尚不完整，尤其从力学的角度研究界面的性质、作用及其对复合材料力学性能的影响和破坏机理等方面的工作正在开展。界面的性质直接影响着复合材料的各项力学性能[2]，尤其是层间剪切、断裂、抗冲击等性能，因此随着复合材料科学和应用的发展，复合材料界面及其力学行为将越来越受到重视。 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[3]。 2 无机刚性粒子增强聚合物基复合材料及其界面 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[4]有CaCO3、SiC、BaSO4、滑石、硅石灰、蒙脱土以及煤灰等。欧玉春[5]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/CaCO3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
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
1聚合物基复合材料的定义、特征、结构模式。 聚合物基复合材料：是以有机聚合物为基体，以颗粒、纤维等为增 强材料组成的复合材料 特征：1比强度和比模量高，比强度（抗拉强度与密度之比）和比模 量(弹性模量与密度之比)高，说明材料轻而且刚性大。2 良好的抗 疲劳性能疲劳是材料在循环应力作用下的性质。复合材料能有效地 阻止疲劳裂纹的扩展。3、减振性能好在工作过程中振动问题十分突出，复合材料为多相系统，大量的界面对振动有反射吸收作用。且 自振动频率高，不易产生共振4、高温性能好复合材料在高温下强度 和模量基本不变5、各项异性和可设计性。6、成型加工性好复合材 料可成型任意型面的零件7、其它优点与其它类材料相比，聚合物基 复合材料耐化学腐蚀、导电、导热率低等特点。 缺点：1耐湿热性差2.材料性能分散性差3.价格过高 复合材料的结构①无规分散（弥散）增强结构（含颗粒、晶须、短 纤维）②连续长纤单向增强结构（单向板）③层合(板)结构(二维 织布或连续纤维铺层，每层不同)④三维编织体增强结构⑤夹层结 构（蜂窝夹层等）⑥混杂结构 2、复合材料的界面效应有哪些？怎么影响材料的性能。 界面在复合材料中所起到的效应： 1、传递效应：界面可将复合材料体系中基体承受的外力传递给增强相，起到基体和增强相之间的桥梁作用。 2、阻断效应：基体和增强相之间结合力适当的界面有阻止裂纹扩展、减缓应力集中的作用。 3、不连续效应：在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现 的现象 4、散射和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生 散射和吸收。 5、诱导效应：一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常 是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由 此产生一些现象 3.试说明玻璃纤维、碳纤维与芳纶纤维表面处理方法的相同点和不 同点。 相同点是都需要在高温下处理，改善纤维的微结构，使纤维与界面 和基体更加匹配。包括化学键理论，润湿理论，表面形态理论，可
复合材料试题B卷及答 案 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
2014学年度第 一 学期课程考试 《复合材料》本科 试卷（B 卷） 注意事项：1. 本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷； 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 3. 所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效； 4．考试结束，试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题(30 分，每题2分) 【得 分： 】 1.复合材料中的“碳钢”是（ ） A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。 B 、玻璃纤维增强塑料。 C 、碳纤维增强塑料。 D 、氧化铝纤维增强塑料。 2.材料的比模量和比强度越高（ ） A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。 C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 3.在体积含量相同情况下，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（ ） A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易
4、Kevlar纤维（） A、由干喷湿纺法制成。 B、轴向强度较径向强度低。 C、强度性能可保持到1000℃以上。 D、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维（） A、由化学沉积方法制成。 B、轴向强度较径向强度低。 C、强度性能可保持到3000℃以上。 D、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在：（） A、120℃以下 B、180℃以下 C、250℃以下 D、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之一是（） A、环氧树脂吸湿变脆。 B、水起增塑剂作用，降低树脂玻璃化温度。 C、环氧树脂发生交联反应。 D、环氧树脂发生水解反应。 8、玻璃纤维（） A、由SiO 玻璃制成。 B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。 2 C、其强度比整块玻璃差。 D、价格贵、应用少。 9、生产锦纶纤维的主要原料有（） A、聚碳酸酯。 B、聚丙烯腈。 C、尼龙。 D、聚丙烯。 10、晶须（） A、其强度高于相应的本体材料。 B、长径比一般小于5。 C、直径为数十微米。 D、含有很少缺陷的长纤维。 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是（）。 A．玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料 B．玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料
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
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
2014学年度第一学期课程考试 《复合材料》本科试卷（B卷） 注意事项：1. 本试卷共六大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷； 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 3. 所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效； 4．考试结束，试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题(30分，每题2分)【得 分：】 1.复合材料中的“碳钢”是（） A、玻璃纤维增强Al基复合材料。 B、玻璃纤维增强塑料。 C、碳纤维增强塑料。 D、氧化铝纤维增强塑料。 2.材料的比模量和比强度越高（） A、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 B、制作同一零件时自重越大、刚度越大。 C、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 3.在体积含量相同情况下，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（） A、前者成本低 B、前者的拉伸强度好 C、前者原料来源广泛 D、前者加工更容易 4、Kevlar纤维（） A、由干喷湿纺法制成。 B、轴向强度较径向强度低。 C、强度性能可保持到1000℃以上。 D、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维（） A、由化学沉积方法制成。 B、轴向强度较径向强度低。 C、强度性能可保持到3000℃以上。 D、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在：（） A、120℃以下 B、180℃以下 C、250℃以下 D、250℃以上
7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之一是（） A、环氧树脂吸湿变脆。 B、水起增塑剂作用，降低树脂玻璃化温度。 C、环氧树脂发生交联反应。 D、环氧树脂发生水解反应。 8、玻璃纤维（） A、由SiO 玻璃制成。 B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。 2 C、其强度比整块玻璃差。 D、价格贵、应用少。 9、生产锦纶纤维的主要原料有（） A、聚碳酸酯。 B、聚丙烯腈。 C、尼龙。 D、聚丙烯。 10、晶须（） A、其强度高于相应的本体材料。 B、长径比一般小于5。 C、直径为数十微米。 D、含有很少缺陷的长纤维。 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是（）。 A．玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料 B．玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料 C．聚酰胺材料 D．聚酰胺基玻璃纤维复合材料 12、目前，复合材料使用量最大的增强纤维是（）。 A．碳纤维 B．氧化铝纤维 C．玻璃纤维 D．碳化硅纤维 13、目前，复合材料使用量最大的民用热固性树脂是（）。 A．环氧树脂 B．不饱和聚酯 C．酚醛树脂 D．尼龙14．聚合物基复合材料制备的大体过程不包括（） A．预浸料制造 B．制件的铺层 C．固化及后处理加工 D．干燥 15、有关环氧树脂，说法正确的是（） A、含有大量的双键 B、使用引发剂固化 C、使用胺类固化剂固化 D、属于热塑性塑料 二、判断题(20分，每题2分)【得分：】 1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。（） 2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。（） 3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。（） 4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。（） 5、复合材料具有可设计性。（）
1.分散度以分散相平均粒径来表征，这里的平均粒径指的是什么？ 分散相颗粒平均粒径的表征方法有数量平均直径与体积平均直径。数量平均直径(数均粒径)因便于计算而经常被采用。通常所说的平均粒径，如未加特殊说明，一般都是数均粒径。 2.什么是脆性断裂？ 基体断裂、纤维断裂、纤维脱粘、纤维拔出、裂纹扩展与偏转。 3.芳纶纤维表面处理方法？ 氧化还原处理，冷等离子表面处理，表面化学接枝处理 4.玻璃纤维润滑剂去除方法？ 玻璃纤维浸润剂的去除方法有洗涤法和热处理法。 5.粉末填充材料的表面性质具体包括哪些方面？ 6.碳纤维利用臭氧氧化法表面处理，效果受哪些因素影响？ 碳纤维臭氧氧化法受到浓度温度时间影响，程度是时间＞浓度＞温度。 7.名词解释：共挤出成型技术 共挤出成型技术：是两种或两种以上的原料通过同一个机头挤出，成型为具有核壳结构或多层结构的聚合物复合型材的技术。共挤出技术使产品具有特殊性能，并能大幅度地降低成本，是当代应用颇广的塑料成型方法。 8.注塑成型工艺过程主要包括哪些阶段？ 注塑成型工艺过程主要包括合模、填充、保压、冷却、开模、脱模等6个阶段。 这6个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这6个阶段是一个完整的连续过程。 9.单螺杆挤出成型原理包括那三个理论？ 固体输送理论，熔融理论，熔体输送理论 10.名称解释：天然纤维聚合物复合材料的挤出成型技术 天然纤维聚合物复合材料的挤出成型技术，是指聚合物基体和纤维材料在挤出机中通过加热、加压，使受热熔化的基体和纤维材料混合、塑化，最后连续通过口模成型的方法。 11.弱边界层可能由以下几个方面的原因造成的？ 1.在天然纤维增强复合材料的制备过程中，外部杂质进入了两相界面之间。 2.在制备复合材料的过程加入了其他助剂的影响。 3.复合材料在使用，储存和运输的过程中不慎带入了杂质等。