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1、复合材料工艺学讲稿济南大学讲稿200 8 2009学年第一学期学 院 材料科学与工程学院教 研 室 复合材料教研室课程名称 复合材料工艺学 课程编号 01411160 课程类型 专业选修课 授课班级 复材0701-0702 任课教师 曹笃霞 李建权 济南大学教务处制1 绪论复合材料工艺学这门课程选用的主要教材是由刘雄亚 谢怀勤 主编, 武汉工业大学出版社出版的复合材料工艺及设备。参考书目有：1.复合材料成型技术黄家康主编，化学工业出版社；2. 先进复合材料鲁云、朱世杰主编，机械工业出版社；3.复合材料学周祖福主编，武汉理工大学出版社；4. 复合材料聚合物基体赵玉庭等主编，复合材料聚合物基体，武

2、汉理工大学出版社。首先简单介绍一下我们这门课的特点及主要讲授内容。本课程的主要特点：当今世界经济的腾飞和高科学技术的崛起是以信息科学、生命科学和材料科学为三大支柱，将人类的物质文明带入崭新的21世纪。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是工业革命的先导，是一切技术发展的前提条件，是国家综合实力的重要标志，材料也是人类进化的重要的里程碑，关系到国民经济、社会发展和国家安全。人类文明的发展也是以石器时代、青铜器时代、铁器时代，即以材料进化为主要标志的。材料的制造由简单到复杂，由以经验为主到以科学知识为基础的发展过程，材料的合成已经由单一相逐渐向多相过渡的复合材料方向发展，其生产工艺过程和生产设备也

3、在不断地完善和改进，由此，逐渐形成了一门新兴的边缘学科复合材料工艺科学。复合材料工艺科学是研究复合材料材料的组分、成型工艺、成型条件与性能之间相互关系和变化规律的一门应用性很强的基础科学。它所包含的内容组成了一个以固体的“组分”、“化学反应”、“物理性能”和“材料工艺”为顶点的四面体，因而它是具有立体性质的一个科学领域。树脂基复合材料工艺科学是材料科学中的一支新秀，它广泛应用于国民经济的各个领域，对尖端科学技术的发展起到了重大作用。本门课主要讲授内容：1 绪论2 手糊成型工艺及设备3 夹层结构成型工艺及设备4 模压成型工艺5 模压成型模具与液压机6 层压工艺及设备7 缠绕成型工艺8 缠绕设备9

4、 其他成型工艺及设备10 热塑性复合材料及其工艺理论基础11 挤出成型工艺及设备12 注射成型工艺及设备13 热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺及设备14 无机非金属基复合材料成型工艺及设备15 金属基复合材料成型工艺及设备16 复合材料连接与机械加工这次课的主要讲授内容是第一章绪论部分，分为四个小节：1.1 复合材料发展概况；1.2 复合材料的基本性能；1.3 复合材料的成型工艺；1.4 成型工艺方法的选择原则。复合材料的定义首先我们了解一下什么是复合材料？复合材料的定义份广义的定义和狭义的定义。广义的定义：复合材料(Composite Material，简称CM)是指由两种或两种以上的不

5、同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料.我们要注意所研究的CM与化合材料、混合材料的区别。多相体系和复合效果是复合材料区别于传统“混合材料”和“化合材料”的两大特征。狭义定义：(通常研究的内容) 用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。复合材料的分类：由于增强材料和基体材料的不同，决定了复合材料的品种和性能的千变万化。根据不同的分类标准，复合材料可分成不同的类别。根据基体材料不同分为树脂基复合材料、无机非金属基复合材料和金属基复合材料。根据增强原理不同分为弥散增强型复合材料、粒子增强型复合材料和纤维增强型复合材料。根据复合过程的性质不同分为化学复合的

6、复合材料、物理复合的复合材料和自然复合的复合材料。根据使用目的不同分为结构复合材料和功能复合材料。根据复合材料的功能不同分为电功能复合材料、热功能复合材料和光功能复合材料等。根据增强物的外形分为连续纤维增强复合材料、纤维织物或片状纤维、短纤维增强和粒状填料。增强纤维的类型分为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、有机纤维复合材料、硼纤维复合材料和混杂纤维复合材料等。根据化学组成分为同质复合异质复合。复合材料的发展概况：我们简单了解一下复合材料的国内外发展概况。国外复合材料的发展：二十世纪40年代，在美国首先出现了手糊工艺(雷达罩、飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼)。60年代，缠绕工艺、喷射成型、

7、片状模塑料(SMC)、拉挤成型工艺、透明玻璃钢逐渐出现并引起人们的兴趣。70年代，树脂传递模塑(RIM)及(增强反应注射模塑) RRIM，热塑性片状模塑料得到较好的发展。80年代，出现了离心浇铸工艺。进入20世纪70年代，对复合材料的研究发迹了仅仅采用玻璃纤维增强树脂的局面，人们一方面不断开辟玻纤-树脂复合材料的新用途，同时也发现，这类复合材料的比刚度要求很高的尖端技术的要求，因而开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料（Advanced Composite Materials, 简称A

8、CM）。这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。自从先进复合材料投入应用以来，有三件值得一提的成果。第一件是美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机-里尔芳2100号，并试飞成功，这架飞机仅重567kg，它以结构小巧重量轻而称奇于世。第二件是采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机，这架航天飞机用碳纤维/环氧树脂制作长18.2m、宽4.6m的主货舱门，用凯芙拉纤维/环氧树脂制造各种压力容器，用硼/铝复合材料制造主机身隔框和翼梁，用碳/碳复合材料制造发动机的喷管和喉衬，发动机组的传力架全用硼纤维增强钛合金复合材料制成，被覆

9、在整个机身上的防热瓦片是耐高温的陶瓷基复合材料。在这架代表近代最尖端技术成果的航天收音机上使用了树脂、金属和陶瓷基复合材料。第三件是在波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构，这架可载80人的客运飞机使用碳纤维、有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维的复合材料制造了机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件，不仅使收音机结构重量减轻，还提高了飞机的各种飞行性能。复合材料在这几个飞行器上的成功应用，表明了复合材料的良好性能和技术的成熟，这对于复合材料在重要工程结构上的应用是一个极大的推动。复合材料的应用：复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥重要作用。(1) 建筑工业中，广泛用

10、于各种轻型结构房屋、建筑装饰及雕塑、卫生洁具、门及窗构件、地面等。(2) 化学工业中，主要用于各种防腐蚀管、罐、泵、阀门、贮槽及各种防腐设备的衬里。(3) 交通运输方面，汽车制造工业中，主要用于各种车身构件、仪表盘、车门等；铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱及各种通讯线路器材等。(4) 造船工业中，用于生产各种工作艇、渔船、潜水艇、救生艇等。(5) 体育用品中各种体育器材。如球拍、滑板、赛艇、皮艇、划桨等。(6) 在军械及航空工业中，用于生产子弹、弹壳、火炮护罩、雷达罩、机翼、直升机旗翼等。(7) 在电器工业中，用于生产层压板、路灯灯具、带电操作工具等。(8) 在机械制造工业中，玻璃钢叶片、

11、风机、泵、齿轮等。我国复合材料发展概况：我国始于1958年。1958年，我国以手糊成型工艺研制了玻璃钢船，以层压和卷制工艺研制了玻璃钢板、管和火箭筒等。1962年 喷射成型及蜂窝成型。1972年，武工大、华东化工、哈建工成立专业。1975年， 玻璃钢学会成立，学术刊物是玻璃钢/复合材料。1980年复合材料学会成立，学术刊物是复合材料学报（北航）。71年以前主要是军工产品，以后开始转向民用品。主要用于建筑、化工、轻工、交通、造船等工业。我国复合材料的发展潜力和热点。我国复合材料发展潜力很大，但须处理好以下热点问题。(1) 复合材料创新。复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合

12、材料的产品发展和复合材料的应用，具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年，亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%，目前亚洲人均消费量仅为0.29kg，而美国为6.8kg，亚洲地区具有极大的增长潜力。(2) 聚丙烯腈基纤维发展。我国碳纤维工业发展缓慢，从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看，发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。(3) 玻璃纤维结构调整。我国玻璃纤维70%以上用于增强基材，在国际市场上具有成本优势，但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距，必须改进和发展纱类

13、、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡，推进玻纤与玻钢两行业密切合作，促进玻璃纤维增强材料的新发展。(4) 开发能源、交通用复合材料市场。一是清洁、可再生能源用复合材料，包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器；二是汽车、城市轨道交通用复合材料，包括汽车车身、构架和车体外覆盖件，轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等；三是民航客机用复合材料，主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%，主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。我国未来20年间需新增支线飞机661架，将形成民航客机的大产业，复合材料可建成新产业与之相配套；

14、四是船艇用复合材料，主要为游艇和渔船，游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场，由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢，但复合材料特有的优点仍有发展的空间。(5) 纤维复合材料基础设施应用。国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛，与传统材料相比有很多优点，特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。(6) 复合材料综合处理与再生。重点发展物理回收（粉碎回收）、化学回收（热裂解）和能量回收，加强技术路线、综合处理技术研究，示范生产线建设，再生利用研究，大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用以及在SMC/BMC模压制品中的应用和典型产品中的应用

15、。21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点，构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化，这将更充分的利用各方面的资源（技术资源、物质资源），紧密联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。CM的基本性能CM的基本性能主要取决于增强材料的性能、含量及分布情况、基体材料的性能和含量，以及它们之间的界面结合情况等。因此，不论对哪一类复合材料，就是同一类复合材料的性能也不是一个定值。根据所选择的工艺和材料设计，性能往往差异很大。CM的主要性能特

16、点主要有；轻质高强、可设计性好、工艺性能好、热性能好、耐腐蚀性能好、电性能好、耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。轻质高强是CM最突出、重要的特点。一般用比强度(强度/密度)，比弹性模量(弹性模量/密度)定量描述。可设计性好是复合材料区别于传统材料的根本特点之一。具体体现在两个方面：力学设计和功能设计，力学设计是给制品一定的强度和刚度功能设计，功能设计是给制品除力学性能外的其他性能。树脂基CM的缺点是 (1) 弹性模量低 比钢材小10倍；(2) 长期耐热性差；(3) 易老化；(4) 表面硬度低、耐磨性差。树脂基复合材料的成型工艺：目前在生产上经常采用的成型方法有16种：(1) 手糊

17、成型湿法铺层成型；(2) 夹层结构成型（手糊法、机械法）；(3) 模压成型；(4) 层压成型；(5) 缠绕成型；(6) 拉挤成型；(7) 注射成型；(8) 喷射成型；(9) 真空袋压力成型；(10) 压力袋成型；(11) 树脂注射和树脂传递模塑成型；(12) 卷制成型；(13) 真空辅助注射成型；(14) 离心浇铸成型；(15) 片状（团状）模塑成型；(16) 连续板材成型。目前我国还是以手糊成型为主，在树脂基复合材料中约占80%。成型工艺方法的选择原则：如何选择成型方法，是组织生产时的首要问题。生产复合材料制品的特点是材料生产和产品成型同时完成，因此，在选择成型方法时，必须同时满足材料性能、

18、产品质量和经济效益等多种因素的基本要求，具体应考虑：(1) 产品的外形构造和尺寸大小；(2) 材料性能和产品质量要求；(3) 生产批量大小及供应时间要求；(4) 企业可能提供的设备条件及资金；(5) 综合经济效益，保证企业盈利。本课程的任务本课程是复合材料专业的一门主要专业课，其任务是使学生学习和掌握各种复合材料的成型方法、工艺原理、生产设备等方面的系统知识。通过课堂学习和实践，掌握各种复合材料工艺及设备的原理及技术关键，要求能合理的选择成型工艺和设备，并能组织生产。2 手糊成型工艺手糊成型概述首先向大家简单介绍手糊成型的成型条件、成型过程和工艺流程，这样对手糊成型就有了一个大略的了解。手糊成

19、型又称接触成型，是用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化，脱模成制品的工艺方法。工艺流程是首先进行模具的准备、涂脱模剂，树脂胶液配制和增强材料准备，然后进行手糊成型，依次固化、脱模、后处理、检验最终得到合乎要求的制品。胶衣是赋予复合材料制品表面的一层美观，耐化学品侵蚀，耐擦伤和耐老化等的对其起到保护作用的表面涂层。根据其性质特点分为几类：(1) 通用型胶衣：耐沸水、耐摩擦、耐肥皂或清洁剂的腐蚀，具有良好的表面光泽；(2) 耐化学腐蚀胶衣：用于耐腐蚀制品的表面；(3) 光稳定型胶衣：具有优良的耐气候性；(4) 食品容器用的胶衣。手糊成型的优点是(1)

20、不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；(2) 设备简单、投资少、设备折旧费低；(3) 工艺简单；(4) 可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；(5) 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。手糊成型的缺点是(1) 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差；(2) 产品质量不易控制，性能稳定性差；(3) 产品力学性能较低。主要手糊玻璃钢典型产品：整体式、组合式采光罩、采光板、水箱、格栅、建筑模型、舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体等。原材料选择手糊成型工艺中合理选择原材料是满足产品设计要求，保证产品质量，降低成本的重要前提，因此，选择原材料时必须满足一定的要求：产品设

21、计的性能要求；手糊成型工艺要求；价格便宜，材料容易取得。原材料的选择包括聚合物基体的选择和增强材料的选择。我们首先看一下聚合物基体的选择。聚合物基体的选择由于手糊成型的工艺特点，手糊成型用树脂基体应满足一定的要求，即必须满足一定的原则。选用原则：(1) 能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物产生，这主要是基于手糊成型的成型温度比较低，室温或稍稍加热；(2) 能配制成粘度适当的胶液；(3) 无毒或低毒，主要是从劳动卫生条件和环境卫生方面考虑；(4) 价格便宜，从成本方面考虑。目前国内手糊制品用树脂类型主要是不饱和聚酯树脂，约占各类树脂的80，其次是环氧树脂。不饱和聚酯树脂是玻璃纤维增强塑

22、料中应用最普遍、用量最大的一类树脂。那么什么是不饱和聚酯树脂呢？我们首先需要对它有一个简单的了解。聚酯包括饱和聚酯和不饱和聚酯。饱和聚酯是没有非芳族的不饱和键的聚酯。不饱和聚酯含有非芳族的不饱和键，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的具有酯键和不饱和双键的相对分子质量不高的线型高分子化合物。不饱和聚酯树脂是在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂主要有通用型、耐腐蚀型、阻燃型、低收缩型、耐侯型聚酯树脂等。通用型不饱和聚酯树脂是应用面较广，而其他性能如耐蚀性、耐温性等一般的不饱和聚酯。这类树

23、脂的耐腐蚀性一般，对非氧化性的稀酸、盐及某些极性能溶剂是稳定的，但热酸和热碱能使树脂水解，对酮、氯化烃类、苯和二硫化碳等均不耐蚀。因此，该树脂仅适用于不太强的腐蚀介质和温度要求不高的情况，如制作凉水塔、贮槽及各种设备和管道的增强外壳等。该类树脂目前广泛用于造船、汽车及建筑等部门，如制作船身、浴缸、玻璃钢的门窗和瓦楞板等。不饱和聚酯树脂的固化原理是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程，共聚反应过程包括三个主要阶段：链引发、链增长、链终止。链引发一般有三

24、种方式：(a) 引发剂引发(如过氧化苯甲酰)；(b) 引发剂和促进剂配合使用(如过氧化环己酮萘酸钴)引发；(c) 紫外线照射引发。引发剂首先分解成自由基，然后与乙烯类单体和聚酯分子作用，将自由基转移到乙烯类单体和聚酯分子上，生成初级自由基。聚酯分子双键及乙烯类单体双键被引发后，就会进行链增长反应。乙烯类单体形成的游离基可以与乙烯类单体分子作用，也可以与不饱和聚酯分子作用，同样不饱和聚酯形成的游离基可以与乙烯类单体分子作用，也可以与不饱和聚酯分子作用，从而实现链的增长。要得到好的制品，就必须选用合适的乙烯类单体种类及浓度，使得到“恒份共聚物”。实验表明：对不饱和聚酯树脂(顺酐型)，苯乙烯含量在3

25、340时，能形成“恒份共聚物”。当聚合反应使链增长到一定程度，会发生终止反应。存在“双基终止”反应，当共聚反应进行到一定程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度增大，大分子活性链的运动受到阻碍，这样就减弱了双基终止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散，自由基还在不断形成，链增长反应仍然继续进行，而且速度加快，出现“自动加速效应”。自动加速效应的特点是转化率提高后，引发剂浓度和单体浓度都下降，聚合速率应该下降，但事实相反，当转化率较高时，聚合速率反而大幅度增大。以后进一步共聚反应，体系逐渐形成三维网状结构，粘度更大，限制了单体的扩散，使聚合速度下降而终止反应。不饱和聚酯树脂还需要一些辅助剂来辅助

26、聚合反应。辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。(1) 交联剂，作用是在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网状结构。要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。常用交联剂有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙稀酯、邻苯二甲酸二丁酯。它们共同的特点是含有不饱和双键。最常用的是苯乙烯。苯乙烯的优点是粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。缺点是沸点较低(145)，易挥发，有一定毒性，对人体

27、有害。它的用量对不饱和聚酯树脂的性能有一些影响。苯乙烯用量过多：胶液稀，操作时易流胶；制品固化收缩率大。苯乙烯用量过小：树脂胶液粘度大，不易使用；同时固化不完全，制品的软化温度低。用量一般在3040。(2) 引发剂，引发剂可以产生自由基，引发树脂体系进行固化反应。引发剂一般为过氧化物，其通式为 ROOR。主要类型：氢过氧化物、酸过氧化物、酮过氧化物、酯过氧化物、二酰基过氧化物。(3) 促进剂，实验表明，常用的引发剂其临界温度均在60以上，单独使用有机过氧化物不能满足不饱和聚酯树脂室温固化的要求。实践发现，在促进剂的存在下，有机过氧化物“分解活化能”显著下降，可使有机过氧化物的分解温度降到室温以

28、下。这种能使引发剂降低分解活化能，降低引发温度的物质称为促进剂。引发剂促进剂体系称为引发系统。常用的引发剂促进剂体系有：过氧化苯甲酰叔胺体系和过氧化环己酮环烷酸钴。过氧化苯甲酰叔胺体系中叔胺类物质能大大提高过氧化苯甲酰的反应速度。实验表明：常用叔胺的反应活性顺序：N，N二甲基对甲苯胺二甲基苯胺二乙基苯胺。酮过氧化物环烷酸钴引发体系是不饱和聚酯树脂低温固化最常见的引发体系，实践表明加入环烷酸钴后聚酯固化速度大大提高，如以2过氧化甲乙酮为引发剂，不加环烷酸钴，固化时间是48小时，加环烷酸钴后只需要84分钟就可以固化完全。如以2过氧化环己酮为引发剂，不加环烷酸钴，固化时间是28小时，加环烷酸钴后只需

29、要60分钟就可以固化完全。(4) 阻聚剂，为了增加不饱和聚酯树脂的贮存稳定性，调节适用期，一般在树脂生产过程中就加入。最常用的阻聚剂有对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、硝基苯、亚硫酸盐等。阻聚剂的阻聚作用一是阻聚剂与引发剂分解而产生的游离基作用，使后者失去活性，聚合反应要到阻聚剂完全消耗时才能进行。二是阻聚剂与链游离基化合。需要说明的是空气中的O2和水分对聚酯有明显的“阻聚”作用。自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍，一般聚酯树脂制品固化时，表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖，也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类，否则自由基与周围空气中的O2 、H2O反应，耗去大部分自由基

30、，造成表面固化不完全而发粘。作业：1. 简述不饱和聚酯树脂的固化原理。 2.什么是促进剂？ 3.手糊制品为什么要在表面覆盖聚酯薄膜？环氧树脂作为复合材料的基体材料，环氧树脂的用量仅次于不饱和聚酯树脂。环氧树脂是分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂的分类，可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类和脂环族类等。

31、复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是缩水甘油醚类环氧树脂，其中以二酚基丙烷（简称双酚A）与环氧氯丙烷缩聚而成的二酚基丙烷型环氧树脂(简称双酚A型环氧树脂)为主。在树脂基复合材料中，环氧树脂的用量仅次于不饱和树脂。其综合性能明显优于不饱和树脂。在受力构件、耐碱、电性能要求较高的场合一般使用环氧树脂。主要类型: (1) “双酚A型环氧树脂”、又称“E”型环氧树脂；(2) “脂环族环氧树脂”。环氧树脂俗称万能胶。环氧树脂的优点是：1. 粘结力强，是由于环氧树脂中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有突出的粘附力；2. 固化收缩小，固化体积收缩率1%4%，制品尺寸稳定性好，是由于环氧树脂与

32、固化剂的反应中没有水或其他挥发性副产物产生；3. 电绝缘性、耐化学腐蚀性能(特别是耐碱性)好；4. 固化物机械强度高；5. 树脂保存期长，可制成B阶树脂，有良好制造预浸渍制品的特性，B阶树脂的特点是树脂是半热塑性的，在室温下呈硬而脆可部分溶于丙酮。缺点是：1. 价格较高；2. 粘度大(指双酚A型)，一般不适合喷射成型；3. 固化时间比聚酯长，达到完全固化必须热处理；4. 固化剂毒性较大。环氧树脂所用的固化剂主要有两类反应型和催化型。反应型固化剂参与树脂的交联反应，包括伯仲胺类和酸酐类；催化型只促进环氧树脂固化，固化剂本身不参与树脂的交联反应，如叔胺类。伯胺类固化剂/环氧树脂的反应机理：固化分两步进行，第一步是伯胺与环氧基反应生成仲胺，第二步是仲胺与环氧基反应生成叔胺。大家可以由图示的反应式直观地看出。若采用多元胺则可反应形成网状结构，使树脂固化。特别是树脂分子链上有多个环氧基时，更容易形成网状结构。常用的伯胺固化剂有乙二胺(挥发性强)、三乙烯四胺、间苯二甲胺等。叔胺类固化剂的固化机理(催化型)是首先叔胺与环氧树脂分子链上的环氧基团通过进攻