复合树脂

复合树脂（共10篇）

复合树脂 篇1

由于社会经济的不断发展,面部受到意外打击或创伤后而导致后牙伤害较为频发[1]。在临床传统牙体缺损的修复手术中,银汞合金材料由于自身机械强度高、操作方便等原因,一直被普遍应用,但近年来银汞合金材料的修复缺陷以及带来环境污染等缺陷正逐渐为专业人士所诟病[2],而树脂复合材料在后牙Ⅱ类洞型修补中的应用范围逐渐扩大,随着纳米技术的研究及应用不断深入,纳米颗粒型复合树脂也渐渐出现并在牙科修补手术中得以广泛关注[3]。为探讨研究纳米复合树脂在后牙Ⅱ类洞型中的临床应用,笔者对本院2008年6～9月间口腔科收治的62例后牙缺损患者的临床修补情况进行了回溯式分析,并与同期普通树脂进行修补的59例后牙缺损患者的修补效果进行对比,现报道如下:

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择本院2008年6～9月间口腔科收治的后牙缺损患者62例作为研究对象,设为研究组,其中男39例,女23例,患者年龄为26～60岁,平均(39.7±8.1)岁;研究组共计104颗患牙,分别为前磨牙61颗,磨牙43颗。选取同期收治的后牙缺损患者59例作为对照组,其中男37例,女22例;患者年龄为24～59岁,平均(40.2±9.1)岁;对照组共计102颗患牙,分别为前磨牙60颗,磨牙42颗。两组患者在年龄、性别、牙种、并发症等方面相比无显著性统计学差异(P>0.05),具有可比性。

所有患者均符合以下纳入标准[4]:患者均无树脂类充填材料过敏史,牙列完整且无咬错乱及颌干扰。患者后牙存在中等以上缺损,剩余牙体组织能提供足够支持与固位,需要制备Ⅱ类洞型。所有后牙的邻牙颌龋坏均未累及牙髓,且不存在自发疼痛因而排除牙髓病的可能。

1.2 治疗方法

对照组59例患者102颗患牙行普通后牙树脂修复术,所用树脂材料为3M公司提供的Z100树脂;研究组62例患者104颗患牙行纳米复合树脂修补术,所用树脂材料为3M公司提供的Z350纳米树脂。

修补过程分为如下步骤:(1)常规洞型预备:除尽腐质并磨去尖锐边角,用成形片和楔子恢复Ⅱ类洞型的颈部边缘;(2)全酸蚀粘接剂:依照厂家说明严格执行,使用浓度37%磷酸酸蚀15 s并冲洗10 s后,棉粒轻拭后涂粘接剂(3M公司提供,Single BondⅡ),进行20 s光照后两组分别使用不同树脂进行分层填充并固化40 s;(3)进行调合修形并颌面抛光、邻面磨光,结束后检查咬情况是否合理。

1.3 疗效评定

判断标准参考国际通用USPHS(United States Public Health Service,美国公共卫生署)标准,具体如下[5]:成功即修复后充填体形态完整,患牙无松动、无脱落,与邻牙边缘密合、无明显间隙,未发生继发龋(所谓继发龋就是存在如下两种情况的一种:(1)充填体边缘牙体组织变色且探诊发现有软化牙质;(2)充填体与牙体之间存在明显间隙),牙髓活力正常,无牙髓炎。失败即修复后充填体松动,患牙脱落或发生部分拆裂,患牙与邻牙的边缘间存在缝隙,有继发龋发生,牙齿异常敏感、牙髓活力不正常。

两组患者修复后均在3个月、6个月、12个月、24个月时间点进行效果评定以判断相应树脂修复的疗效。

1.4 统计学方法

所得数据均采用SPSS 13.00软件包进行统计处理,数据进行χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

经过对两组患者分别使用不同树脂材料修复后的治疗效果进行对比,可见在3个月时两种材料的修复成功率均为100%,6个月时两组间也暂没有统计学差异;但在12个月与24个月后,研究组使用纳米树脂的治疗效果显著优于对照组且差异有统计学意义(P<0.05),具体如表1。

3 讨论

近年来由于人们生活水平的提高,公众对自身的健康需求逐渐增加,对口腔健康的要求也在逐步提高,因此对口腔致伤后必须用到的口腔充填材料的需求正大量增加[6]。医学界最早使用银汞合金材料进行填充主要是考虑到其硬度高、抗压强度好且花费低,但近年来其美观性差、汞污染严重、粘结性差因此需磨除健康牙体以制备固形等显著缺点也不断受到人们的否定。而口腔复合树脂具备如下显著优势[7]:复合树脂机械强度高,有着与牙齿接近的热膨胀系数,抛光性能好、易打理,与唾液成分不互溶,色泽类似于牙齿本色。因此口腔树脂一问世便被广泛应用于牙齿龋洞的修复填充,但同时也存在价额较高、聚合中易形成大的微渗漏等缺点[8]。近年来对纳米技术的研究与应用不断深入,随之而来的纳米技术应用于口腔材料学便形成了纳米复合树脂,其具备优越于普通树脂的特殊理化性质以及全新功能,纳米复合树脂材料的出现极大地丰富了口腔材料科学的应用范围。

选择本院2008年6～9月间口腔科收治的后牙缺损患者62例104颗患牙作为研究组以及同期收治的后牙缺损患者59例102颗患牙作为对照组,对其分别应用Z350纳米树脂及Z100树脂进行后牙Ⅱ类洞型修复,结果显示:修复后3个月时两种材料的修复成功率均为100%,6个月时两组成功率分别为98.1%、95.1%,组间暂无统计学差异;但在12个月与24个月后,研究组使用纳米树脂的治疗效果显著优于对照组且差异有统计学意义。

综上所述,本文所推荐使用的Z350纳米复合树脂是由美国3 M公司研发制造的,其纳米填料的粒度为5～75 nm。该产品除了具备后牙树脂的性能外,还增加了无机填料含量、改善了填料颗粒细度同时提高了材料耐磨性等显著性能,在树脂材料的光学、机械以及化学性能方面也进行了改善并基本具备了不刺激牙髓的优点,且长期效果值得信赖,值得在后牙Ⅱ类洞型的临床修复治疗中进行推广应用。

摘要：目的:探讨研究纳米复合树脂在后牙Ⅱ类洞型中的临床应用。方法:对本院2008年6～9月间口腔科收治的62例后牙缺损患者的临床修补情况进行回溯式分析,并与同期普通树脂进行修补的59例后牙缺损患者的修补效果进行对比。结果:修复后3个月时两种材料的修复成功率均为100%,6个月时两组成功率分别为98.1%、95.1%,组间暂无统计学差异;但在12个月与24个月后,研究组使用纳米树脂的治疗效果显著优于对照组且差异具有统计学意义。结论:Z350纳米复合树脂在材料方面进行了改进,不刺激牙髓且长期效果值得信赖,值得在后牙Ⅱ类洞型的临床修复治疗中进行推广应用。

关键词：纳米树脂,后牙缺损

参考文献

[1]吴补领,邵龙泉,高杰.后牙牙体缺损修复技术新进展[J].中国实用口腔科杂志,2008,1(5):313-316.

[2]赵清文,陈智.后牙复合树脂修复的临床评价[J].国外医学:口腔医学分册,2004,31(1):59-60,63.

[3]游杰,周望梅,刘琦.儿童乳磨牙牙体大面积缺损不同修复方式的对比研究[J].口腔颌面修复学杂志,2009,10(4):230-232,209.

[4]张凌琳,刘天佳,李伟.复合树脂嵌体技术的研究进展[J].国际口腔医学杂志,2007,34(5):369-371.

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[6]俞少玲,杨如美,姚江江,等.Z350纳米树脂美容修复前牙的疗效[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2007,17(11):660-661.

[7]季丽玢,宫斌.复合树脂直接充填中减少微渗漏的方法[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2006,16(3):172-175.

[8]续伯铨,张相皞,卢家桢.直接法树脂嵌体与传统树脂充填5年临床追踪观察对比[J].中国医药导报,2008,5(22):14-16.

复合树脂 篇2

复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发镇，其老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基符合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业生产，如：（1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法；（2）喷射成型工艺；

（3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）；（4）袋压法（压力袋法）成型；（5）真空袋压成型；（6）热压罐成型技术；（7）液压釜法成型技术；（8）热膨胀模塑法成型技术；（9）夹层结构成型技术；（10）模压料生产工艺；（11）ZMC模压料注射技术；（12）模压成型工艺；（13）层合板生产技术；（14）卷制管成型技术；（15）纤维缠绕制品成型技术；（16）连续制板生产工艺；（17）浇铸成型技术；（18）拉挤成型工艺；（19）连续缠绕制管工艺；（20）编织复合材料制造技术；

（21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺；（22）注射成型工艺；（23）挤出成型工艺；（24）离心浇铸制管成型工艺；（25）其它成型技术。视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。

复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点：

（1）材料制造与制品成型同时完成 一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在造反材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。

（2）制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此，用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它 材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。◇ 成型工艺

层压及卷管成型工艺

1、层压成型工艺

层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。

层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。

层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序

2、卷管成型工艺

卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。

卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖贴在引头布的加热部分，与引头布相搭接。引头布的长度约为800～1200mm，视管径而定，引头布与胶布的搭接长度，一般为150～250mm。在卷制厚壁管材时，可在卷制正常运行后，将芯模的旋转速度适当加快，在接近设计壁厚时再减慢转速，至达到设计厚度时，切断胶布。然后在保持压辊压力的情况下，继续使芯模旋转1～2圈。最后提升压辊，测量管坯外径，合格后，从卷管机上取出，送入固化炉中固化成型。

3、预浸胶布制备工艺

预浸胶布是生产复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品。

（1）原材料 预浸胶布生产所需的主要原材料有增强材料（如玻璃布、石棉布、合成纤维布、玻璃纤维毡、石棉毡、碳纤维、芳纶纤维、石棉纸、牛皮等）和合成树脂（如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等）。

（2）预浸胶布的制备工艺 预浸胶布的制备是使用经热处理或化学处理的玻璃布，经浸胶槽浸渍树脂胶液，通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量，在一定的温度下，经过一定时间的洪烤，使树脂由A阶转至B阶，从而得到所需的预浸胶布。通常将此过程称之为玻璃的浸胶。树脂传递模塑成型 树脂传递模塑成型简称RTM（Resin Transfer Molding）。RTM起始于50年代，是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术，可以生产出两面光的制品。在国外属于这一工艺范畴的还有树脂注射工艺（Resin Injection）和压力注射工艺(Pressure Infection)。RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。

从上前的研究水平来看，RTM技术的研究发展方向将包括微机控制注射机组，增强材料预成型技术，低成本模具，快速树脂固化体系，工艺稳定性和适应性等。

RTM成型技术的特点：①可以制造两面光的制品；②成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年以内）；③RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；④增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建厂投资少，上马快。

RTM技术适用范围很广，目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋浆、8.5m长的风力发电机叶片、天线罩、机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。

（1）RTM工艺及设备 成型工艺 RTM全部生产过程分11道工序，各工序的操作人员及工具、设备位置固定，模具由小车运送，依次经过每一道工序，实现流水作业。模具在流水线上的循环时间，基本上反映了制品的生产周期，小型制品一般只需十几分钟，大型制品的生产周期可以控制在1h以内完成。

成型设备 RTM成型设备主要是树脂压注机和模具。①树脂村注机 树脂压注机由树脂泵、注射枪组成。树脂泵是一组活塞式往复泵，最上端是一个空气动力泵。当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时，树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器，侧向杠杆使催化剂泵运动，将催化剂定量地抽至贮存器。压缩空气充入两个贮存器，产生与泵压力相反的缓冲力，保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。注射枪口后有一个静态紊流混合器，可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀，然后经枪口注入模具，混合器后面设计有清洗剂入口，它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联，当机器使用完后，打开开关，溶剂自动喷出，将注射枪清洗干净。②模具 RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。玻璃钢模具容易制造，价格较低，聚酯玻璃钢模具可使用2000次，环氧玻璃钢模具可使用4000次。表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。金属模具在RTM工艺中很少使用，一般来讲，RTM的模具费仅为SMC的2%～16%。

（2）RTM原材料 RTM用的原材料有树脂体系、增强材料和填料。

树脂体系 RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂。

增强材料 一般RTM的增强材料主要是玻璃纤维，其含量为25%～45%（重量比）；常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布。

填料 填料对RTM工艺很重要，它不仅能降低成本，改善性能，而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%～40%。◇ 成型工艺

袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法成型

袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法统称为低压成型工艺。其成型过程是用手工铺叠方式，将增强材料和树脂（含预浸材料）按设计方向和顺序逐层铺放到模具上，达到规定厚度后，经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。四种方法与手糊成型工艺的区别仅在于加压固化这道工序。因此，它们只是手糊成型工艺的改进，是为了提高制品的密实度和层间粘接强度。

以高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂为原材料，用低压成型方法制造的高性能复合材料制品，已广泛用于飞机、导弹、卫星和航天飞机。如飞机舱门、整流罩、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼、隔板、壁板及隐形飞机等。（1）袋压法

袋压成型是将手糊成型的未固化制品，通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力，使制品在压力下密实，固化。

袋压成型法的优点是：①产品两面光滑；②能适应聚酯、环氧和酚醛树脂；③产品重量比手糊高。

袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：①压力袋法 压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.25～0.5MPa），使制品在热压条件下固化。②真空袋法 此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的气泡和挥发物排除。真空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。（2）热压釜和液压釜法

热压釜和液压釜法都是在金属容器内，通过压缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、加压，使其固化成型的一种工艺。

热压釜法 热压釜是一个卧式金属压力容器，未固化的手糊制品，加上密封胶袋，抽真空，然后连同模具用小车推进热压釜内，通入蒸汽（压力为1.5～2.5MPa），并抽真空，对制品加压、加热，排出气泡，使其在热压条件下固化。它综合了压力袋法和真空袋法的优点，生产周期短，产品质量高。热压釜法能够生产尺寸较大、形状复杂的高质量、高性能复合材料制品。产品尺寸受热压釜限制，目前国内最大的热压釜直径为2.5m，长18m，已开发应用的产品有机翼、尾翼、卫星天线反射器，导弹再入体、机载夹层结构雷达罩等。此法的最大缺点是设备投资大，重量大，结构复杂，费用高等。

液压釜法 液压釜是一个密闭的压力容器，体积比热压釜小，直立放置，生产时通入压力热水，对未固化的手糊制品加热、加压，使其固化。液压釜的压力可达到2MPa或更高，温度为80～100℃。用油载体、热度可达200℃。此法生产的产品密实，周期短，液压釜法的缺点是设备投资较大。

（3）热膨胀模塑法

热膨胀模塑法是用于生产空腹、薄壁高性能复合材料制品的一种工艺。其工作原理是采用不同膨胀系数的模具材料，利用其受热体积膨胀不同产生的挤压力，对制品施工压力。热膨胀模塑法的阳模是膨胀系数大的硅橡胶，阴模是膨胀系数小的金属材料，手糊未固化的制品放在阳模和阴模之间。加热时由于阳、阴模的膨胀系数不同，产生巨大的变形差异，使制品在热压下固化。◇ 成型工艺

喷射成型技术

喷射成型技术是手糊成型的改进，半机械化程度。喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大，如美国占9.1%，西欧占11.3%，日本占21%。目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。

(1)喷射成型工艺原理及优缺点

喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。

喷射成型的优点：①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本；②生产效率比手糊的高2～4倍；③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好；④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗；⑤产品尺寸、形状不受限制。其缺点为：①树脂含量高，制品强度低；②产品只能做到单面光滑；③污染环境，有害工人健康。

喷射成型效率达15kg/min，故适合于大型船体制造。已广泛用于加工浴盆、机器外罩、整体卫生间，汽车车身构件及大型浮雕制品等。

（2）生产准备

场地 喷射成型场地除满足手糊工艺要求外，要特别注意环境排风。根据产品尺寸大小，操作间可建成密闭式，以节省能源。材料准备 原材料主要是树脂（主要用不饱和聚酯树脂）和无捻玻纤粗纱。

模具准备 准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。

喷射成型设备 喷射成型机分压力罐式和泵供式两种：①泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中，充分混合后再由喷枪喷出，称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷枪形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。②压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中，靠进入罐中的气体压力，使胶液进入喷枪连续喷出。安是由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割喷射器、小车及支架组成。工作时，接通压缩空气气源，使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪，使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷枪喷出，树脂雾化，玻纤分散，混合均匀后沉落到模具上。这种喷射机是树脂在喷枪外混合，故不易堵塞喷枪嘴。（3）喷射成型工艺控制

喷射工艺参数选择：①树脂含量 喷射成型的制品中，树脂含量控制在60%左右。②喷雾压力 当树脂粘度为0.2Pa²s，树脂罐压力为0.05～0.15MPa时，雾化压力为0.3～0.55MPa，方能保证组分混合均匀。③喷枪夹角 不同夹角喷出来的树脂混合交距不同，一般选用20°夹角，喷枪与模具的距离为350～400mm。改变距离，要高速喷枪夹角，保证各组分在靠近模具表面处交集混合，防止胶液飞失。

喷射成型应注意事项：①环境温度应控制在（25±5）℃，过高，易引起喷枪堵塞；过低，混合不均匀，固化慢；②喷射机系统内不允许有水分存在，否则会影响产品质量；③成型前，模具上先喷一层树脂，然后再喷树脂纤维混合层；④喷射成型前，先调整气压，控制树脂和玻纤含量；⑤喷枪要均匀移动，防止漏喷，不能走弧线，两行之间的重叠富庶小于1/3，要保证覆盖均匀和厚度均匀；⑥喷完一层后，立即用辊轮压实，要注意棱角和凹凸表面，保证每层压平，排出气泡，防止带起纤维造成毛刺；⑦每层喷完后，要进行检查，合格后再喷下一层；⑧最后一层要喷薄些，使表面光滑；⑨喷射机用完后要立即清洗，防止树脂固化，损坏设备。◇ 成型工艺

泡沫塑料夹层结构制造技术

（1）原材料 泡沫塑料夹层结构用的原材料分为面板（蒙皮）材料、夹芯材料和粘接剂。①面板材料 主要是用玻璃布和树脂制成的薄板，与蜂窝夹层结构面板用的材料相同。②粘接剂 面板和夹芯材料的粘接剂，主要取决于泡沫塑料种类，如聚苯乙烯泡沫塑料，不能用不饱和聚酯树脂粘接。③泡沫夹芯材料 泡沫塑料的种类很多，其分类方法有两种：一种是按树脂基体分，可分为：聚氯乙烯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫塑料，聚乙烯泡沫塑料，聚氨酯泡沫塑料，酚醛，环氧及不饱和聚酯等热固性泡沫塑料等。另一种是近硬度分，可分为硬质、半硬质和软质三种。用泡沫塑料芯材生产夹层结构的最大优点是防寒、绝热，隔音性能好，质量轻，与蒙面粘接面大，能均匀传递荷载，抗冲击性能好等。

（2）泡沫塑料制造技术 生产泡沫塑料的发泡方法较多，有机械发泡法、惰性气体混溶减压发泡法、低沸点液体蒸发发泡法、发泡剂分解放气发泡法和原料组分相互反应放气发泡法等。①机械发泡法 利用强烈机械搅拌，将气体混入到聚合物溶液、乳液或悬浮液中，形成泡沫体，然后经固化而获得泡沫塑料。②惰性气体混溶减压发泡法 利用惰性气体（如氮气、二氧化碳等）无色、无臭、难与其它化学元素化合的原理，在高压下压入聚合物中，经升温、减压、使气体膨胀发泡。③低沸点液体蒸发发泡法 将低沸点液体压入聚合物中，然后加热聚合物，当聚合物软化、液体达到沸点时，借助液体气化产生的蒸气压力，使聚合物发泡成泡沫体。④化学发泡剂发泡法 借助发泡剂在热作用下分解产生的气体，使聚合物体积膨胀，形成泡沫塑料。⑤原料化学反应发泡法 此法是利用能发泡的原料组分，相互反应放出二氧化碳或氮气等使聚合物膨胀发泡成泡沫体。

（3）泡沫塑料夹层结构制造 泡沫塑料夹层结构的制造方法有：预制粘接法、现场浇注成型法和连续机械成型法三种。①预制粘接法 将蒙皮和泡沫塑料芯材分别制造，然后再将它们粘接成整体。预制成型法的优点是能适用各种泡沫塑料，工艺简单，不需要复杂机械设备等。其缺点是生产效率低，质量不易保证。②整体浇注成型法 先预制好夹层结构的外壳，然后将混合均匀的泡沫料浆浇入壳体内，经过发泡成型和固化处理，使泡沫涨满腔体，并和壳体粘接成一个整体结构。③连续成型法 适用于生产泡沫塑料夹层结构板材。其它成型工艺

聚合物基复合材料的其它成型工艺，主要指离心成型工艺、浇铸成型工艺、弹性体贮存树脂成型工艺（ERM）、增强反应注射成型工艺（RRIM）等。

1、离心成型工艺

离心成型工艺在复合材料制品生产中，主要是用于制造管材（地埋管），它是将树脂、玻璃纤维和填料按一定比例和方法加入到旋转的模腔内，依靠高速旋转产生的离心力，使物料挤压密实，固化成型。

离心玻璃钢管分为压力管非压力管两类，其使用压力为0～18MPa。这种管的管径一般为φ400～φ2500mm，最大管径或达5m，以φ1200mm以上管径经济效果最佳，离心管的长度2～12m，一般为6 m。

离心玻璃钢管的优点很多，与普通玻璃钢管和混凝土管相比，它强度高、重量轻，防腐、耐磨（是石棉水泥管的5～10倍）、节能、耐久（50年以上）及综合工程造价低，特别是大口径管等；与缠绕加砂玻璃钢管相比，其最大特点是刚度大，成本低，管壁可以按其功能设计成多层结构。离心法制管质量稳定，原材料损耗少，其综合成本低于钢管。离心玻璃钢管可埋深15m，能随真空及外压。其缺点是内表面不够光滑，水力学特性比较差。

离心玻璃钢管的应用前景十分广阔，其主要应用范围包括：给水及排水工程干管，油田注水管、污水管、化工防腐管等。

（1）原材料

生产离心管的原材料有树脂、玻璃纤维及填料（粉状和粒状填料）等。

树脂 应用最广的是不饱和聚酯树脂，可根据使用条件和工艺要求选择树脂牌号和固化剂。

增强材料 主工是玻璃纤维及其制品。玻纤制品有连续纤维毡、网格布及单向布等，制造异形断面制品时，可先将玻纤制成预制品，然后放入模内。

填料 填料的作是用增加制品的刚度、厚度、降低成本，填料的种类要根据使用要求选择，一般为石英砂、石英粉、辉绿岩粉等。（2）工艺流程

离心制管的加料方法与缠绕成型工艺不同，加料系统是把树脂、纤维和填料的供料装置，统一安装在可往复运动的小车上。

（3）模具 离心法生产玻璃钢管的模具，主要是钢模，模具分整体式和拼装式两种：小于φ800mm管的模具，用整体式，大于φ800mm管的模具，可以用拼装式。

模具设计要保证有足够的强度和刚度，防止旋转、震动过程中变形。模具由管身、封头、托轮箍组成。管身由钢板卷焊而成，小直径管身可用无缝钢管。封头的作用是增加管模端头的强度和防止物料外流。托轮箍的作用是支撑模具，传递旋转力，使模具在离心机上高速度旋转，模具的管身内表面必须平整，光滑，一般都要精加工和抛光，保证顺利脱模。

2、浇注成型工艺

浇注成型主要用于生产无纤维增强的复合材料制品，如人造大理石，钮扣、包埋动、植物标本、工艺品、锚杆固定剂、装饰板等。

浇注成型比较简单，但要生产出优质产品，则需要熟练的操作技术。

（1）钮扣生产工艺

用聚酯树脂浇注的钮扣，具有硬度高，光泽好，耐磨、耐烫、耐干洗、花色品种多及价格低等优点，目前在国内外已基本取代了有机玻璃钮扣，占钮扣市场80%以上。生产钮扣的原料主要是不饱和聚酯树脂、固化剂（引发剂采用过氧化甲乙酮）和辅助材料（包括色浆、珠光粉、触变剂等）。

聚酯钮扣采用离心浇注式棒材浇注法生产，先制成板材或棒材，然后经切板、切棒制成钮扣，再经热处理、刮面、刮底、铣槽、打眼、抛光等工序制成钮扣。

（2）人造石材生产工艺

人造石材是用不饱和聚酯树脂和填料制成的。由于所选用的填料不同，制成的人造石材分为人造大理石、人造玛瑙、人造花岗石和聚酯混凝土等。

生产人造石材的原材料是不饱和聚酯树脂，填料和颜料：①树脂 生产人造石材的树脂分面层和结构层两各，表面装饰层树脂要求收缩性小，有韧性、硬度好，耐热、耐磨、耐水等，同时要求易调色。辛戌二醇邻苯型树脂用于人造石材，辛戌二醇间苯型树脂用于生产卫生洁具。固化体系，常用过氧化甲乙酮、萘酸钴溶液。②填料 生产人造石材的填料有很多，生产人造大理石的填料是大理石粉，石英粉、白云石粉、碳酸钙粉等，生产人造花岗石的填料是用粒料级配，不同品种花岗石用不同色彩的粒料，生产人玛瑙的填料要有一定透明性，一般选用氢氧化铝或三氧化二铝等。③颜料 生产人造石材需要各色颜料，如制人造大理石或人造玛瑙浴盆，应选择耐热、耐水的色浆，制造装饰板及工艺品时，要选用耐光、耐水及耐久的颜料。生产人造大理石、花岗石板材用的模具材料有玻璃钢、不锈钢、塑料、玻璃等。生产人造石板材的模板，要求表面平整，光泽、有足够的强度和刚度，能经受生产过程中的热应力、搬运荷载及碰撞等。

3、弹性体贮树脂模塑成型技术

弹性体贮树脂模塑成型（Elastic Reservir Molding, ERM）是80年代在欧美出现的新工艺，它是用柔性材料（开孔聚氨酯泡沫塑料）作为芯材并渗入树脂糊。这种渗有树脂糊的泡沫体留在成型好的ERM材料中间，泡沫体使ERM制成的产品密度降低，冲击强度和刚度提高，故可称为压制成型的夹层结构制品。

ERM与SMC一样，同属于模压成型的片状模塑料，只是由于ERM具有夹层结构的构造，给它带来优于SMC的特点：（1）重量轻：ERM比用毡和SMC制成的制品轻30%以上；（2）ERM制品的比刚度优于SMC、铝和钢制成的制品；（3）搞冲击强度高：在增强材料含量相同的条件下，ERM比SMC的抗冲击强度高很多；（4）物理力学性能高：在增强材料含量相同的条件下，ERM制品的物理力学性能优于SMC制品；（5）投资费用低：ERM成型机组比SMC机组简单，ERM制品成型压力比SMC制品低10倍左右，故生产ERM制品时可以采用低吨位压机和低强度材料模具，从而减少建投资。

ERM制品生产工艺分为ERM制造和ERM制品成型两个过程：（1）ERM生产工艺 ERM生产原材料为开孔聚氨酯泡沫塑料，各种纤维制品（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维制成的短切毡、连续纤维毡、针织毡等）和各种热固性树脂。其生产过程如下：先在ERM机组上将调好的树脂糊浸渍开孔聚氨酯泡沫塑料，通过涂刮器将树脂糊涂到泡沫上，用压辊将树脂糊压挤到泡沫体的孔内，然后将两层泡沫复合到一起，最后在上下两个面铺放玻纤维毡或其它纤维制品，制成ERM夹层材料，切割成适宜的尺寸，用于压制成型或贮存。

（2）ERM制品生产工艺 ERM制品生产过程与其它热固性模压料（玻纤布或毡预浸料、SMC等）相比，需要在热压条件下固化成型，但成型压力比SMC小很多，大约是SMC成型压力的1/10，为0.5～0.7MPa。

ERM技术目前主要用于汽车工业材料和轻质建筑复合材料工业。由于ERM具有夹层结构材料的特点，是适用于生产大型结构的组合部件，各种轻质板材，活动房屋、雷达罩，房门等。在汽车工业中的制品有行李车拖斗、盖板、仪表盘、保险杠、车门、底板等。

4、增强反应注射模塑技术

增强反应注射模塑工艺（Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM）是利用高压冲击来混合两种单体物料及短纤维增强材料，并将其注射到模腔内，经快速固化反应形成制品的一种成型方法。如果不用增强材料，则称为反应注射模塑（Reaction Injection Moling, RIM）。采用连续纤维增强时，称为结构反应注射模塑（Structure Reaction Injection Molding, SRIM）。RRIM的原材料分树脂体系和增强材料两类

（1）树脂体系 生产RRIM的树脂应滞如下要求：①必须由两种以上的单体组成；②单体在室温条件下能保持稳定；③粘度适当，容易用泵输送；④单体混合后，能快速固化；⑤固化反应不产生副产物。应用最多的是聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂和环氧树脂。

（2）增强材料 常用的增强材料有玻璃纤维粉、玻璃纤维和玻璃微珠。为了增加增强材料与树脂的粘接强度，上述增强材料都采用增强偶联剂进行表面处理。

RRIM的工艺特点：①产品设计自由度大，可以生产大尺寸部件；②成型压力低（0.35～0.7MPa），反应成型时，无模压应力，产品在模内发热量小；③制品收缩率低，尺寸稳定性好，因加有大量填料和增强材料，减少了树脂固化收缩；④制品镶嵌件工艺简便；⑤制品表面质量好，玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐热性；⑥生产设备简单，模具费用低，成型周期短，制品生产成本低。

复合树脂 篇3

关键词：建筑材料树脂基复合材料质量检测

0引言

树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好等优点，用于承力结构的树脂基复合材料利用的是它的这种优良的力学性能，而利用各种物理、化学和生物功能的功能复合材料，在制造和使用过程中，也必须考虑其力学性能，以保证产品的质量和使用寿命。

1树脂基复合材料在质量检测中体现出的建筑性能

1.1材料性能的可设计性树脂基复合材料的性能可根据使用要求进行设计，如要求耐水、防腐、高强，可选用树脂基复合材料。由于树脂基复合材料的重量轻，制造方便，对于大型结构和形状复杂的建筑制品，能够一次成型制造，提高建筑结构的整体性。

1.2力学性能好树脂基复合材料的力学性能可在很大范围内进行设计，由于选用的材料不同，增强材料的铺设方向和方向差异，可以获得性能判别很大的复合材料，如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达1000MPa以上，比钢(建筑钢)的拉伸强度还高，选用碳纤维作增强材料，制得的树脂基复合材料弹性模量可以达到建筑钢材水平，而其密度却比钢材小4～5倍。更为突出的是树脂基复合材料在制造过程中，可以根据构件受力状况局部加强，这样既可提高结构的承载能力，又能节约材料的减轻自重。

1.3装饰性好树脂基复合材料的表面光洁，可以配制成各种鲜艳的色彩，也可以制造出不同的花纹和图案，适宜制造各种装饰板、大型浮雕及工艺美术雕塑等。

1.4透光性透明玻璃钢的透光率达85％以上(与玻璃相似)，其最大特点是不易破碎，能承受荷载。用于建筑工程时可以将结构、围护及采光三者综合设计，能够达到简化采光设计，降低工程造价之目的。

1.5隔热性建筑物的作用是能够防止由热传导、热对流引起的温度变化，给人们以良好的工作和休息环境。一般建筑材料的隔热性能较差，例如普通混凝土的导热系数为1.5～2.1W(m·K)，红砖的导热系数为0.81W(m·K)，树脂基复合材料的夹层结构的导热系数为0.05～0.08W(m·K)，比普通红砖小10倍，比混凝土小20多倍。

1.6隔音性隔音效果好坏是评价建筑物质量的标准之一。但传统材料中，隔音效果好的建筑材料往往密度較大，隔热性差，运输和安装困难。树脂基复合材料的隔音性能虽然不很理想，但它有消逝振动音波及传播音波的作用，经过专门设计的夹层结构，可达到既隔音又隔热的双层效果。

1.7电性能玻璃钢具有良好的绝缘性能，它不受电磁波作用，不反射无线电波。通过设计，可使其在很宽的频段内都具有良好的透微波性能，对电通讯系统的建筑物有特殊用途，如可用于制造雷达天线罩和各种机房。

1.8耐化学腐蚀玻璃钢有很好的抗微生物作用和耐酸、碱、有机溶剂及海水腐蚀作用的能力。特别适用于化工建筑、地下建筑及水工建筑等工程。

1.9透水和吸水性玻璃钢吸湿性很低，不透水，可以用于建筑工程中的防水、给水及排水等工程。

2建筑用树脂基复合材料的应用情况

随着建筑工业的迅速发展，复合材料越来越多地被用于建筑工程：

2.1承载结构用作承载结构的复合材料建筑制品有：柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等，这些复合材料构件，主要用于化学腐蚀厂房的承重结构、高层建筑及全玻璃钢一复合材料楼房大板结构。

2.2围护结构复合材料围护结构制品有各种波纹板、夹层结构板，各种不同材料复合板，整体式和装配式折板结构和壳体结构。用作壳体结构的板材，它既是围护结构，又是承重结构。这些构件可用作工业及民用建筑的外墙板、隔墙板、防腐楼板、屋顶结构、遮阳板、天花板、薄壳结构和折板结构的组装构件。

2.3采光制品透光建筑制品有透明波形板、半透明夹层结构板、整体式和组装式采光罩等，主要用于工业厂房、民用建筑、农业温室及大型公用建筑的天窗、屋顶及围扩墙面采光等。

2.4门窗装饰材料属于此类材料制品有门窗断面复合材料拉挤型材、平板、浮雕板、复合板等，一般窗框型材用树脂玻璃钢。复合材料门窗防水、隔热、耐化学腐蚀。用于工业及民用建筑，装饰板用作墙裙、吊顶、大型浮雕等。

2.5给排水工程材料市政建设中给水、排水及污水处理工程中已大量使用复合材料制品，如各种规格的给水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐排污管等。

2.6卫生洁具材料属于此类产品的有浴盆、洗面盆、坐便盆，各种整体式、组装式卫生间等，广泛用于各类建筑的卫生工程和各种卫生间。

2.7采暖通风材料属此类复合材料制品有冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶片及整体成型的采暖通风制品。工程上应用的中央空调系统中的通风厨、送风管、排气管、防腐风机罩等。

2.8高层楼房屋顶建筑如旋转餐厅屋盖、异形尖顶装饰屋盖、楼房加高、球形屋盖、屋顶花园、屋顶游泳池、广告牌和广告物等。

2.9特殊建筑大跨度飞机库、各种尺寸的冷库、活动房屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、透微波塔楼、屏蔽房、防腐车间、水工建筑、防浪堤、太阳能房、充气建筑等。

2.10其它复合材料在建筑中的其它用途还很多，如各种家具、马路上的阴井盖、公园和运动场座椅、海滨浴场活动更衣室、公园仿古凉亭等。

3树脂改性和树脂含量的检测

在复合材料中，纤维和织物起增强作用，而树脂是基体材料。树脂基体的性能对复合材料制品的性能有直接的影响。合成树脂是摩擦材料中化学稳定性最差的组分，对材料高温下的强度和摩擦性能有直接的影响。中南工业大学刘震云等的研究结果表明，在6－14％树脂含量(质量分数)范围内，材料的冲击强度能满足使用要求。树脂含量在14％以上时，材料高温热衰退严重，导致摩擦因素下降，高温磨损加剧，磨损量上升：树脂含量过高或过低时，材料将因粘结剂量过少或树脂高温分解导致粘结力下降，使增强纤维存在拔出现象，导致摩擦因素不稳定，材料磨损加剧。因此摩擦材料中基作树脂用量不宜太多，其含量为8－12％，其中以8％为佳。检测证实采用耐热齐聚物、腰果壳油改性酚醛树脂获得了较好的摩擦性能，并且得出结论，材料的摩擦磨损性能与树脂的耐热性密切相关。在其它条件相同的情况下，随树脂耐热性的提高，材料摩擦系数的稳定性及体积磨损率均得到改善。

热塑性树脂基复合材料 篇4

1 热塑性复合材料的复合工艺有它独特工艺特点

短纤维增强和中长纤维热塑性复合材料的加工工艺与塑料加工和金属加工类似,而连续纤维增强热塑性复合材料复合工艺与热固性复合材料复合工艺有着很大的差异。

热固性树脂在固化以前,可以很容易地转变为低黏度状态(黏度<1Pa.s)。在这种状态下,树脂易于浸渍纤维,如环氧树脂。一般说来,在低压(<1MPa)或接触压力下即可得到密实结构。热塑性复合材料由于分子结构的特点,其复合材料加工方面的突出特点是,室温下,热塑性塑料呈固态;加热熔融状态下,树脂熔体黏度大(>1MPa·s),熔体流动困难,与纤维的浸渍性差。欲获得低孔隙率的密实结构,在复合过程中必须施加足够的压力(约10MPa)和较高的成型温度。在连续纤维增强热塑性复合材料的拉挤和缠绕复合过程中,同时实现高温和高压两个工艺环境是十分困难的,尤其是高压。

在连续纤维增强热塑性树脂基复合工艺研究中,我们借鉴了“热装配”工艺思想,把连续纤维增加热塑性复合材料的复合工艺划分为“层内复合”和“层间复合”两个工艺步骤:

第一步,“层内复合”过程是将单向纤维束通过特殊设计的装置,使之在一定的温度和压力下完成纤维的浸渍,排除树脂熔体和纤维包含的气体;然后,在压力作用下固结、密实,即可得到浸渍完全的热塑性基体预浸材料,如APC-2/AS4。

第二步,在结构件的成型过程中实现“层间复合”,即实现“热装配”。为实现“层间复合”,首先,加热预浸材料,使之活化;然后,在较低压力下(APC-2/AS4固结压力为1.4 MPa)排除预浸材料界面之间的孔隙,使之粘合,实现分子间扩散,并在压力下固结、压实,形成密实结构。[1,2,3,4]

2 增强材料与基体材料

2.1 碳纤维

碳纤维是有机物,如聚丙烯腈纤维、沥青纤维等有机物,经预氧化和高温氧化处理属于过渡态碳,为多晶系、乱层结构[17],其石墨的微观结构见图1。

2.2 聚醚醚酮

聚醚醚酮—Polyetheretherketon(简称PEEK)是分子主链含有连节的线型芳香族高分子聚合物。

2.3二苯砜

二苯砜-Diphenglsulfone(简称DPS)是一种白色晶体化合物,它的相对分子质量为218.27,分子结构为:

2.4 浸渍工艺模型

聚合物熔体的浸渍过程如下图,是要求纤维大致保持在确定位置上,籍助于压力的作用,以及纤维/熔体界面之间的毛细作用,将聚合物熔体注入纤维束的过程。聚合物熔体的流动可分为沿纤维方向的流动和穿透纤维的流动。沿纤维方向纵向扩展流动和穿透纤维的横向扩展流动是同时发生的。

通过公式推导,降低聚合物黏度,减少纤维体积含量,增加渗透速率均能够减少浸渍时间,熔体黏度愈低,愈有利于熔体的流动,浸渍时间愈短。浸渍的纤维厚度与浸渍时间成平方关系,它极大地影响着浸渍程度。纤维层越薄,浸渍距离越小,越有利于浸渍。若浸渍层厚度较大,将大幅地增加浸渍时间。同时,增加纤维与聚合物熔体的接触角,改善纤维的表面状态均有利于聚合物熔体与纤维的浸渍。

分析聚合物浸渍工艺模型可知,与浸渍相关的工艺参数有:聚合物熔体黏度、纤维厚度、纤维体积含量、浸渍压力等。当纤维体积含量确定时,降低聚合物熔体黏度,将纤维束分散成厚度均匀且薄的纱片,减小浸渍距离,改善纤维与聚合物熔体接触的表面状态是熔融浸渍技术研究的重要内容。

根据PEEK/DPS冻胶与碳纤维熔融浸渍工艺的特点,设计和加工了熔融浸渍机组如下图。熔融浸渍机组由供纱、纤维预热、分散、熔融浸渍、去除溶剂、带固结及收卷六部分组成。供纱系统主要由纤维张力控制器和纱架组成,纱架上配备有60套张力控制单元。纤维张力控制单元采用力矩电机作为驱动源。纤维预热装置的主要功能:一是去除碳纤维表面吸附的水分;二是预热碳纤维,以利于碳纤维与PEEK熔体很好地润湿。纤维浸渍系统是CF/PEEK复合材料浸渍工艺的关键。该系统由挤出机和浸渍模组成。挤出机的功能是将PEEK/DPS混合物熔融,并在挤出压力作用下将PEEK/DPS熔体送入浸渍模。溶剂去除装置由辅助加热、加热辊以及带有的冷却装置构成。

PEEK/DPS熔体浸渍碳纤维后,通过加热辊去除预浸带的DPS。加热箱的作用是防止热失散和辅助的辐射加热。在较高的温度作用下,DPS迅速升华,并从预浸带中逃逸出来。轴流风机将其收集、冷却结晶。冷却结晶后的DPS仍可重复使用。热固结单元是浸渍后的CF/PEEK复合材料经热固结单元固结定型。为了保持一定的热固结温度,固结辊内采用加热油系统循环加热,以保证CF/PEEK预浸带致密,孔隙率小,表面光滑。收卷装置中采用力矩电机提供收卷张力,并具备防止“跑偏”功能。

所谓浸渍工艺实质上是利用聚合物在高温情况下熔体黏度降低,以及剪切变稀的流变特点,在压力作用下聚合物熔体浸渍分散均匀的纤维束。然后,热固结成为密实的预浸复合材料。熔融浸渍过程通常借助于挤出机提供聚合物熔体和浸渍压力。PEEK/DPS冻胶熔融浸渍碳纤维的浸渍工艺主要包括四个重要的工艺步骤:PEEK/DPS混合物制备、碳纤维的预热与分散、熔融浸渍和去除溶剂、带固结。工艺路线如下:

PEEK/DPS混合物制备→加热熔融→碳纤维→碳纤维预热和分散→熔融浸渍→带固结→收卷。

3 结论

(1)PEEK(150P、380P和450P)熔体的流变行为属于非牛顿型假性流体。PEEK的熔体黏度受相对分子质量、剪切速率及温度的影响。在合理的加工温度范围,无论提高加工温度,还是提高剪切速率,PEEK熔体的流动性都不能满足浸渍工艺的要求。

(2)加入二苯砜,可以明显地改变PEEK 150P的流动性,也可以降低PEEK 150P的黏流温度和浸渍温度。当二苯砜含量占混合体系质量的40%～50%时,PEEK 150P/DPS混合体系的熔体黏度可以很好地满足浸渍工艺的要求。

(3)纤维分散及纤维张力对CF/PEEK复合材料浸渍有很大的影响。纤维分散均匀,沙片薄,有利于碳纤维的浸渍;纤维张力大,有利于纤维的浸渍,不利于纤维的分散。

(4)PEEK/DPS混合体系冻胶熔融浸渍系统的加热辊,可以有效地去除CF/PEEK复合材料中含有的DPS,也可以很好地对CF/PEEK复合材料进行后浸渍,提高熔融浸渍的能力。

(5)PEEK/DPS混合体系的凝胶浸渍工艺适合于制备CF/PEEK预浸复合材料,其浸渍工艺路线还适合于以熔体黏度较低一类聚合物为基体材料的热塑性复合材料的浸渍工艺,CF/PEEK冻胶浸渍工艺的最佳熔体黏度应小于30Pa·s。

参考文献

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[2]浓贤.复合材料进展的回顾与前瞻[J].高科技纤维与应用,2004, (12):3-5.

[3]葛示莱,张德坤,朱华,等.碳纤维增强尼龙1010的力学性能及其对摩擦腐损的影响[J].复合材料学报,2004,(5):28-30.

先进树脂基复合材料的发展 篇5

先进树脂基复合材料的发展

摘要：先进树脂基复合材料在过去三十年中已得到了飞速的发展.本文主要介绍了它们的.发展现状及在航空工业的应用,讨论了先进树脂基复合材料的未来研究和发展方向以及应注意的几个问题. 作者： 陈祥宝 Author： CHEN Xiang-bao 作者单位： 北京航空材料研究院,北京,100095 期 刊： 航空材料学报   ISTICEIPKU Journal： JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS 年，卷(期)： , 20(1) 分类号： V258 关键词： 先进树脂基复合材料    发展现状    应用    研究方向    机标分类号： TU2 G12 机标关键词： 树脂基复合材料    航空工业    发展现状    应用 基金项目：

复合树脂 篇6

1 实验部分

1.1 试剂

钠基蒙脱土(MMT),阳离子交换容量为90 mmol/100 g,上海试剂四厂赫维化工有限公司;十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),丙烯酸,过硫酸钾,乳化剂OP-10,甲醛(37%~40%),三聚氰胺,双氰胺,亚硫酸氢钠,氢氧化钠(10%),硫酸(10%),均为分析纯,成都科龙化工试剂厂;尿素,工业级,重庆化学试剂总厂;硫酸化蓖麻油,青岛城阳鑫源化工助剂厂。

1.2 主要仪器

DW-2型多功能电动搅拌器(河南省巩义予华仪器有限公司);傅立叶红外光谱仪(美国PE公司);KS-90型超声波细胞粉碎机(宁波科声仪器厂);X射线衍射仪(日本Rigaku-D/max-r A型旋转阳极X光衍射仪)。

1.3 丙烯酸树脂-蒙脱土复合材料的制备

在250 m L三颈瓶中将一定量的蒙脱土用少量水分散,80℃时搅拌0.5 h,加入定量的过硫酸钾,搅拌0.5 h,缓慢滴加丙烯酸,在80℃保温反应2 h,降温到40℃,分别加入一定量的硫酸化蓖麻油、乳化剂OP-10、水,在40℃保温搅拌4 h,得到浅淡黄色粘稠状液体,即为丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。将得到的产物在110℃烘箱中烘干,测其固含量为30%左右。

1.4 氨基树脂的合成

称取一定量配比的三聚氰胺、双氰胺、尿素加入到带有搅拌器和温度计的250 m L三颈瓶中,加入适量水,升温到80℃搅拌0.5 h,用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节p H值为8~9,滴加计量的甲醛控制羟甲基化反应在适当程度,在80~85℃进行羟甲基化反应1.5~2.0 h,加入定量亚硫酸氢钠,90℃进行磺化2 h,适当封闭羟甲基[7,8],得到无色透明的氨基树脂预聚体溶液。将预聚体在100℃烘箱中烘干,测其固含量为40%。

1.5 氨基树脂改性丙烯酸树脂-蒙脱土复合材料的制备

将一定量合成好的丙烯酸树脂/蒙脱土复合材料加入烧杯中用超声波分散处理1 h后倒入250m L三颈瓶,用氢氧化钠(10%)调节溶液的p H至不同值,加入氨基树脂预聚体(氨基树脂预聚体的固含量占整个混合溶液的10%)。在70℃保温搅拌4 h得到白色的液体产品,即为氨基树脂改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。

1.6 测试与表征

FTIR-800型红外光谱仪,KBr压片,在4000~400 cm-1范围内扫描,Perkin Elmer公司;X-射线衍射(XRD)测试,日本Rigaku-D/max-r A型X-射线衍射仪,连续记谱扫描,Cu Kα辐射(λ=0.154 nm),管电压40 k V,电流100 m A,扫描范围2θ=2.5°~10°,扫描速度1°/min;稳定性测试:带刻度试管观察产品沉淀物高度,考察产品体系稳定性。

2 结果与讨论

2.1 MMT插层复合方法对纳米复合材料稳定性的影响

实验探讨了MMT的两种添加程序,一种方法是在丙烯酸树脂基体合成好之前加分散均匀的MMT,即插层聚合法。另一种方法是在丙烯酸树脂基体合成之后添加分散均匀的MMT,即聚合插层法。结果表明,前一种方法合成的溶液能稳定存放,分散效果更好,后一种方法则在反应结束5 h后出现明显分层现象。

2.2 CTAB改性MMT对纳米复合材料稳定性的影响

一般情况下,其他有机阳离子可与硅酸盐结构单元晶层间吸附的阳离子进行交换作用而引入层间,使层间距增大,有利于增强聚合物分子链与MMT片层的相容性。因此,实验将CTAB插层改性MMT。结果表明,CTAB的加入使MMT的层间距由1.52 nm增加至2.45 nm,但是和氨基树脂反应后的复合体系溶液静置存放5 h后,出现明显分层,分散稳定性下降。这是因为CTAB改性剂对氨基树脂交联支化反应具有催化作用,易生成大分子不溶聚合物,进而影响产品的分散稳定性。因此,选用不加CTAB改性的MMT。

2.3 p H值对最终产品稳定性的影响

p H值直接影响体系缩聚反应速度和最终产品的稳定性。酸性反应体系中氢离子能催化支化和交联反应,由于丙烯酸树脂的p H为3~4,p H值较低,丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料与氨基树脂缩合反应速度快,不易控制,急剧缩聚为大分子不溶物且产物易分层;p H值过高,不利于缩合反应,速度慢,时间长。考查最终产品在不同p H条件下的稳定性结果如表1所示。由表1表明,最终产品在酸性条件下反应易分层,黏度变大,而在p H为7~9条件下反应最合适。

2.4 氨基树脂改性对纳米复合材料插层结构的影响

图1中曲线1、2和3分别是钠基蒙脱土、丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料和氨基树脂改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料的XRD图。制备复合材料时蒙脱土含量都为7%,温度70℃,反应时间4h。从图1中可以清晰地看到,曲线1在2θ=5.8°有一较大的衍射峰,曲线2的特征衍射峰向小角度方向偏移,曲线3中进一步向更小的角度偏移。根据Bragg方程2dsin2θ=λ可以算出,钠基蒙脱土中的层间距为1.52 nm,丙烯酸树脂/MMT纳米复合材料的层间距为2.05 nm,氨基树脂改性丙烯酸树脂/MMT纳米复合材料的层间距为2.45 nm。结果表明,丙烯酸树脂插层进入蒙脱土片层内,使层间距增大,氨基树脂进一步插入蒙脱土层内,使间距进一步增大,撑开形成了插层型的纳米复合材料。

2.5 MMT含量对纳米复合材料插层结构的影响

将MMT含量为1%~7%的氨基树脂改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料分别干燥研磨成粉末状,进行XRD测定,研究蒙脱土在树脂复合物中的剥离行为,结果如图3所示。如果蒙脱土片层间距增大到X射线衍射仪无法检测到的最小角度,此时XRD图中无特征衍射峰,则可认为得到的是剥离型的纳米复合材料。由图3可以看到,当MMT含量为1%~5%时,衍射峰完全消失,表明树脂单体在层间内部发生交联放热反应克服蒙脱土层间的范德华力,促使层间大大膨胀从而完全剥离,不再出现有序层状结构,生成了完全剥离的纳米复合材料。这说明低含量MMT能够在树脂单体的聚合反应中充分剥离,实现在复合材料中的均匀稳定复合。而当MMT含量为7%时,2θ角左移,在3.6°出现明显衍射峰,经计算层间距约2.45 nm。则表现出MMT层间距扩大,但并未导致片层结构实现充分剥离,易生成半剥离、半插层型氨基树脂改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。因此,确定质量分数1%~5%的MMT对树脂进行改性,可制得剥离型纳米复合材料。当蒙脱土的含量增加到7%时,丙烯酸树脂插层进入其中,由于蒙脱土的量大,不足以使片层完全撑开,加入氨基树脂也只能使蒙脱土层间距进一步增大,但并不能把层间距完全撑开得到剥离的纳米复合材料。

2.6 红外光谱分析

对丙烯酸树脂、氨基树脂以及氨基树脂改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料进行红外光谱检测分析(见图3、图4)。对比图3与图4可知,纳米复合材料的红外光谱图中出现了氨基树脂和丙烯酸树脂的特征峰,800 cm-1左右和1352.18 cm-1是三聚氰胺和甲醛缩合物中三嗪环的特征振动峰,2177.26 cm-1是双氰胺中C≡N的伸缩峰,1546.65cm-1为—NH2的伸缩峰,1722.51 cm-1是丙烯酸树脂-COO-的C=O伸缩振动吸收峰。还出现了蒙脱土的特征峰,617.55 cm-1、513.46 cm-1、470.20 cm-1处为Al-O和Si-O弯曲振动峰。蒙脱土没有改变氨基树脂预聚体与丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合的化学键合反应,而是在聚合反应过程中产生剥离,成为片状无机纳米材料。从红外光谱图对照分析可确证最终产品含有该物质分子结构,达到预期结果。

3 结论

(1)以蒙脱土、丙烯酸、硫酸化蓖麻油、OP-10、过硫酸钾为原料制得了具有良好稳定性、水溶性的丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。以三聚氰胺、双氰胺、尿素为主要原料与甲醛进行羟甲基化反应,用Na HSO3适当封闭羟甲基进行磺化反应,制得水溶性的氨基树脂预聚体。用氨基树脂预聚体对丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料进行改性制得一种稳定性好,兼具丙烯酸树脂鞣剂和氨基树脂鞣剂结构特点的新型改性丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。

(2)丙烯酸树脂单体聚合反应前加入钠基蒙脱土,可合成剥离型的聚合物基层状硅酸盐纳米复合材料。MMT的用量为1%~5%时,层间剥离完全,大于7%只能得到插层型的纳米复合材料。CTAB改性剂虽有利于MMT的插层行为,但与氨基树脂发生反应,影响最终产品的稳定性。p H值为7~9时反应得到的最终产品溶液稳定。

摘要：用丙烯酸、硫酸化蓖麻油、乳化剂OP-10、过硫酸钾为原料进行水溶液聚合制得丙烯酸树脂。将丙烯酸树脂与蒙脱土通过插层聚合制备了丙烯酸树脂/蒙脱土纳米复合材料。选用三聚氰胺、双氰胺、尿素为主要原料,制得了良好水溶性的氨基树脂预聚体,用预聚体对丙烯酸树脂-蒙脱土纳米复合材料改性制得最终产品。研究了蒙脱土的加入方式及用量、体系pH值、氨基树脂预聚体合成工艺条件等对最终产品的影响。结果表明:加入钠基蒙脱土,其用量为丙烯酸树脂固体份质量的1%～5%,氨基树脂预聚体固含量占整体混合溶液固含量的10%,pH值为7～9,产品的稳定性好,制备得到的主要是插层型或剥离型的纳米复合材料。

关键词：丙烯酸树脂,氨基树脂,蒙脱土,纳米复合材料

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光固化复合树脂临床口腔美容修复 篇7

关键词：光固化复合树脂,口腔,美容修复,分析

光固化复合树脂是指具有玻璃填料及理想的粘接性的一种充填材料, 可塑性较强, 颜色的种类也较为繁多, 选材比较容易, 所以多被用于临床上的相关口腔修复, 尤其是对患者进行口腔的美容修复, 可对患者的牙齿颜色和形态进行一定的调整, 对牙齿的先天性发育异常症状、后天性的牙体缺损和关闭前牙的间隙等情况进行有效的治疗[1,2,3]。本文对光固化复合树脂临床口腔美容修复进行研究分析, 所研究的结果报道如下。

1一般资料和方法

1.1一般资料

将2012年4月到2014年4月期间在我院接受光固化复合树脂临床口腔美容修复治疗的80例患者作为临床研究对象, 所有患者均符合临床口腔内科学的相关诊断标准, 按照患者的患牙类型分为氟斑牙治疗组和牙体形态畸形、牙体缺损治疗组, 氟斑牙治疗组共20例患者, 其中, 男性15例, 女性5例, 患者的年龄为18岁~74岁, 平均年龄为 (43.6±5.2) 岁;牙体形态畸形、牙体缺损治疗组共60例患者, 其中, 男性35例, 女性25例, 患者的年龄为20岁~75岁, 平均年龄为 (43.3±5.4) 岁。两组患者在年龄、性别、病情等方面较为相似, 差异不存在统计学上的意义 (P>0.05) , 可以进行对比和分析。

1.2方法

对所有患者实施光固化复合树脂临床口腔美容修复治疗, 具体操作方法为, 对患者进行牙齿的清洁, 治疗之前使用不含氟的抛光膏对患者的牙齿进行一定的清洁, 使患者的牙齿保持比较湿润的基础上使用比色板进行比色, 并采用2%的双氧水和0.9%的盐水冲洗患者的牙齿;对患者的患牙实施一定的干燥和隔湿相关处理, 使用棉球蘸取30~50%的正磷酸溶液进行约1min处理, 待酸蚀之后再使用20~30ml的清水对牙釉质表面的正磷酸进行约10s的彻底冲洗, 将酸液和碎屑进行去除, 然后使用压缩的空气或者温热的空气对其进行一定的干燥;对其进行塑形和固化, 牙体比较干燥之后立即进行分层的处理, 逐层的实施塑形和固化, 将牙体的生理解剖的形态进行还原之后调整牙齿的咬合关系进行调整, 还需对牙本质进行相关的处理, 使用5%的草酸铁水溶液对牙齿实施约1min的酸蚀处理, 待干燥之后涂抹上10%的NTG-GMA丙酮溶液及5%的1, 2, 3, 5-苯皿酸酐及PMDM丙酮溶液的混合溶液, 再进行光固化复合树脂的塑形固化, 完成后对修复后的牙齿进行打磨和抛光等。

修复后对所有患者进行6个月的随访, 观察比较两组的临床疗效, 疗效的评价标准为, 若患者所修复的牙体未出现老化变色、松动、脱落、龋齿等症状, 没有表现出继发性的牙髓炎情况, 则评定为显效;若患者所修复的牙体表现出部分的老化变色、松动、脱落、龋齿等症状, 则评定为有效;若患者所修复的牙体出现老化变色、松动、脱落、龋齿等症状或者存在继发性的急、慢性的牙髓炎等相关牙周病变情况, 则评定为无效。患者的治疗总有效率为有效数加显效数与总病例数之比。

1.3统计学方法

本研究中所统计的数据均进行统计学上的分析, 使用统计学软件SPSS17.0对数据进行处理, 计量资料使用x±s表示, 采用t检验, 计数资料用χ2检验, P<0.05表示两组之间差异存在统计学上的意义。

2结果

经光固化复合树脂临床口腔美容修复治疗修复的80例患者, 有50例患者为显效, 有25例患者为有效, 有5例患者为无效, 总有效率为93.8%, 其中, 氟斑牙治疗组患者的治疗总有效率明显高于牙体形态畸形、牙体缺损治疗组患者, 且两组之间的差异明显, 存在统计学上的意义 (P<0.05) , 详细情况如表1所示。

3讨论

由于光固化复合树脂具有类似于天然的牙齿颜色, 质地又比较的柔软, 塑形较为容易, 还可以对还原牙体的相关生理解剖的形态进行反复的修复, 具有较低的成本, 是目前用于临床上的一种常见的口腔美容的修复材料[4]。光固化复合树脂多用于对患者的牙齿颜色、形态、牙齿存在缺损、牙齿的发育较为异常等情况进行一定的修复, 具有较好的临床治疗效果, 而且对患者的牙齿采用光固化复合树脂进行相关修复不仅疗效较为显著, 而且患者在修复之后能维持比较长的时间, 一般多可高达3年以上, 所以被大多数患者及临床诊治医师所接受的欢迎[5]。

本研究中, 对80例患者采用光固化复合树脂材料进行相关的修复治疗, 患者的临床治疗总有效率高达93.8%, 具有较好的治疗效果, 其中, 20例氟斑牙治疗组患者的治疗总有效率为92.1%, 明显高于60例牙体形态畸形、牙体缺损治疗组患者的78.1%, 两组之间的差异明显 (P<0.05) , 与临床上的相关研究所得数据基本一致, 说明对患者使用光固化复合树脂材料对氟斑牙、牙体形态的畸形和牙体的损伤情况治疗可获得较高的治疗有效率, 效果较好;本研究还显示, 对两组患者的并发症情况进行比较发现, 氟斑牙修复治疗组的患者没有出现继发性的牙髓炎, 但牙体形态畸形及牙体缺损修复治疗组有11例患者共21颗牙出现不同程度的继发性牙髓炎, 与氟斑牙修复治疗组相比存在明显差异 (P<0.05) ;并且, 氟斑牙修复治疗组的患者中, 出现恒牙修复体脱落共16颗, 占恒牙修复总数的4.5%, 而牙体形态畸形、牙体缺损修复治疗组的患者中, 出现恒牙修复体脱落共28颗, 占恒牙修复总数的12.5%, 两组之间的差异存在统计学上的意义 (P<0.05) , 说明光固化复合树脂材料对氟斑牙进行修复后使用的寿命明显高于对牙体形态畸形、牙体缺损的修复, 修复效果更佳。

总之, 光固化复合树脂用于临床上的口腔美容修复, 操作比较简单、选材比较方便、临床疗效十分明显、修复后维持的时间较长、并发症发生率较低且容易进行再修复等, 是一种临床口腔美容修复中的理想修复材料, 并且光固化复合树脂材料用于氟斑牙的修复比牙体形态畸形、牙缺损的修复安全性更高, 修复效果更好, 可在临床上进一步的推广使用。

参考文献

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复合树脂 篇8

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

光固化灯:Mini LED OEM,输出功率1 000 mW/cm2(Satelec公司);LITEX680-A,输出功率300 mW/cm2(Dentamerica公司)。复合树脂:FiltekTMZ250,颜色A2(3M ESPE)。Planmeca 曲面断层机:型号ProMax(芬兰Planmeca公司)。模具:自制底面内径为4 mm,高为6 mm的不锈钢空心圆柱型模具。

1.2 实验分组

采用多因素不同水平的析因实验设计,共包含3 个处理因素,分别为:光固化灯(A)、投照距离(B)、投照时间(C)。其中光固化灯包含2水平:LED灯(A1)、卤素灯(A2);投照距离包含4水平:0 mm(B1)、1 mm(B2)、3 mm(B3)、5 mm(B4);投照时间也包含4水平:10 s(C1)、20 s(C2)、40 s(C3)、60 s(C4)。全部实验共有32 种交叉组合,每种组合包含6 个试件,共制备192 个试件。

1.3 方法

树脂试件的制备参照ISO4049(2000)标准进行:将试件模具放置在覆有聚酯薄膜的载玻片上,用树脂充填器分别将不同树脂充填其中,保证充填材料密实,无气泡,在其顶部覆盖聚酯薄膜,以隔绝空气,然后用玻璃板轻压其顶部,去除多余材料。再用不同光固化灯分别按照不同的投照距离和不同的投照时间垂直照射每个试件。在照射过程中保证只照射试件正面,不照射反面及侧面。从模具中取出试件,用手术刀片去除试件未完全固化的树脂[4]。将所有样本排列成一条直线,用Planmeca 曲面断层机扫描(图 1),再经Planmeca Dimaxis247软件测量试件的高度(精度±0.01 mm),每个试件取最高点、最低点各测量1 次取平均值。所有实验均为同一医师操作。

1.4 统计分析

实验的所有数据采用SPSS 11.5软件包进行t检验、多元逐步回归分析,显著性水平为α=0.05。

2 结果

2.1 实验各组的固化深度

结果见表 1。

各组的方差分析及交互作用分析结果表明,光固化灯种类、投照距离及投照时间对固化深度的影响有统计学意义(P<0.01),各因素之间存在交互作用。

2.2 光固化复合树脂固化深度的逐步回归分析

经多元逐步回归分析发现(表 2)光固化灯(P<0.01)、投照距离(P<0.01)、投照时间(P<0.01)这3 个因素与光固化复合树脂的固化深度之间有显著的线性相关关系,并且整个回归方程经过方差分析(ANOVA)有统计学意义(P<0.01)。经过多元逐步回归筛选,3 种处理因素引入回归方程的顺序为:投照时间(步骤 1)、投照距离(步骤 2)、光固化灯(步骤 3)。3项联合起来校正后的R2值为0.806,表明3 个处理因素联合作用与固化深度之间存在依赖关系的可能性很大。

3 讨论

本研究的结果表明,投照时间是影响光固化复合树脂固化深度最重要的因素之一。在一定的范围内,随着投照时间的增加,固化深度也随之增加。光固化灯由于使用了一定时间,势必会造成输出功率的衰减,我们可以通过适当的延长投照时间来弥补这种能量损失。

本研究表明,投照距离越接近树脂表面,越有利于树脂固化。因为随着投照距离的增加,光到达树脂表面的能量也逐渐降低, Prati等[5]的实验表明当投照距离为2 mm时,光固化灯照射到树脂表面的能量仅为投照距离为0 mm时的61%,而投照距离为6 mm时,能量仅为原来的23%。Pires[6]也得出相近的结论,当投照距离为2 mm时,光固化灯照射到树脂表面的能量为原来的78%,而投照距离为6 mm时,能量为原来的47%。还有研究表明随着投照距离的增加,不同类型的光固化灯到达树脂表面能量的衰减速率也不相同,LED灯的衰减速率明显快于传统的卤素灯[7]。本研究还表明,当光固化灯与树脂表面的距离达到5 mm以上时,无论何种光固化灯,在其推荐固化时间范围内,固化深度不能保证达到2 mm。

目前临床上使用的光固化灯主要有传统的卤素灯(QTH)和发光二极管灯(LED)。本研究所使用的是第二代发光二极管高性能聚合灯MiNi LED,其波长范围为410～490 nm,明显窄于传统卤素灯380～760 nm的波长范围,且更集中于468～470 nm,而该波长区段正是光固化复合树脂的敏感蓝光区域[8]。另外,本实验对于光固化灯的客观评价标准是其输出功率,而LED灯输出功率远高于卤素灯输出功率,这可能也是造成二者差异的原因。

以上3 个处理因素之间存在着交互作用,优化这些因素可对固化深度产生叠加的效应。选用高强度光固化灯,紧贴树脂表面,延长投照时间都能提高固化深度,当其中一个因素受到制约时,最好能利用其他因素弥补。例如在临床操作中,如果制备的窝洞过深,或后牙区操作空间受限,导致投照距离过大时,则需要选择高强度光固化灯,或延长投照时间。对上述三因素的多元逐步回归分析结果表明,投照时间对固化深度影响最大,其次是投照距离。它们与固化深度之间存在显著的线性相关。

本研究仅在体外探讨了3 个因素对光固化复合树脂固化深度的影响,还有一些尚未包含的因素,还需进一步的临床研究。

摘要：目的:分析不同处理因素对光固化复合树脂固化深度的影响,探讨各因素对固化深度的影响程度。方法:采用多因素不同水平析因实验设计,共制备192例试件。所得试件经Planmeca曲面断层机扫描,并测量其固化深度。所有实验数据采用SPSS11.5软件包进行t检验、多元逐步回归。结果:不同光源、不同投照距离、不同光照时间之间的差异具有统计学意义(P<0.01);多元逐步回归分析表明,3个因素与固化深度存在显著的线性相关关系(P<0.01)。结论:3个因素均可影响光固化复合树脂的固化深度,以光照时间对固化深度的影响最大,且三者之间存在交互作用。

关键词：复合树脂,固化深度,多元逐步回归

参考文献

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复合树脂 篇9

树脂基复合材料是在现代工业中较为常用的材料, 其具有耐腐蚀、结构稳定等优点, 尤其是在航空工业中的应用尤为突出。对于树脂基复合材料的研究, 我国已经取得了巨大的进步, 但是其作为航空工业重要的应用材料, 目前对其的研究还不能够充分发挥出材料的优势。因此, 在现代工业科技的不断发展中, 对树脂基复合材料的研究成为了人们重点关注的问题, 对该材料的研究是利用其发展航空工业的重要措施, 也是发展该材料在其他领域中应用的有效方式。对现阶段发展现状的分析, 能够为树脂基复合材料未来的研究发展产生极为重要的作用。

2 树脂基复合材料在航空工业中的应用问题

树脂基复合材料的强度和耐蚀性较强, 在航空发动机制造的中应用广泛, 其性能能够满足在航空应用的的需要。但是树脂基复合材料也具有一定的不足, 尤其明显的是其耐热性低, 这个缺陷对该材料的应用影响较为严重。在航空工业的应用中, 需要增强树脂基复合材料的耐热性能来满足对其的质量和特性要求, 这也成为人们对该材料重点研究的问题之一。通过采用适当的隔热涂层提高其使用温度比研制新的耐树脂基复合材料更经济、更切合实际。航空发动机上使用的树脂基复合材料除了要经受高温的作用, 还要经受空气中尘埃的冲蚀磨损。固定的航空发动机部件上的高温高压气流流速通常都会超过2.3kg/sec, 气流中夹带的尘埃颗粒以极高的速度冲刷部件表面, 造成部件的冲蚀磨损。而树脂基复合材料通常比金属要软, 在同样工况条件下, 冲蚀磨损问题更加严重。

3 树脂基复合材料防护涂层研究现状

树脂基复合材料防护涂层技术的应用, 为树脂基复合材料的应用产生了积极的影响, 但是由于其材料耐热性能较低的原因, 对其进行喷涂时, 不能够采用常用的技术进行, 需要采用可针对树脂基复合材料性能的技术进行喷涂, 除此之外, 好需要对喷涂成本进行控制。因此, 要选择一种能够适应树脂基复合材料喷涂的技术是非常关键的, 是该材料在防护涂层方面应用中重要的措施。研究指出, 由于材料的异质性, 金属涂层与复合材料之间不可能发生冶金结合。另外, 复合材料的固化温度低, 在对其实施热喷涂施工时应严格控制复合材料基体的表面温度。再者, 由于复合材料与金属材料的热膨胀系数相差较大, 过高的温度降, 将在涂层与基体之间产生过大的内应力, 使涂层与基体分离。但金属涂层与复合材料基体之间的结合纯属机械结合, 复合材料的表面状况就成为影响结合力的一个重要因素, 基体的表面状况主要是指表面清洁度与粗糙度。表面清洁度越高, 结合力越大。粗糙度越大, 凹凸不平的平面的表面积增大。

4 树脂基复合材料防护涂层研究展望

社会快速的发展, 是由于经济、文化和科技等不断创新而成的。想要是树脂基复合材料防护涂层得到快速的发展, 就不能够局限于现有研究和应用, 应对该材料在现阶段存在的不足做出科学地处理, 也只有不断创新才能够发挥出树脂基复合材料防护涂层在工业生产中更加出色的应用效果。下面本文将对树脂基符合材料防护涂层在未来阶段的研究进行分析, 主要研究的方向可以分为以下几个方面。

4.1 降低喷涂过程中基体表面温度

电弧喷涂方式是现阶段对数值解复合材料进行喷涂的主要方式, 而采用离子喷涂的只占极少的一部分。由于树脂基复合材料的耐热性问题, 对其进行喷涂时, 怎样降低喷涂温度成为了亟待解决的问题。在对降低喷涂过程集体表面温度的研究中, 需要人们根据材料的实际性能情况而进行。对于为树脂基体提供耐磨防护的陶瓷涂层, 由于熔化陶瓷材料需要很高的温度, 这个问题更加凸显出来。

4.2 提高涂层与基体的结合强度

树脂基符合材料防护涂层与金属涂层存在着较大的差异性, 其中最为主要的就是数值集体与涂层材料之间不能够进行冶金结合, 这也就是的涂层与基体之间的结合力较差。在一般情况下, 其结合力的问题并不会影响其应用效果, 但是增强基体和土层之间的结合强度也是非常重要的, 是对树脂基复合材料房和涂层研究的主要方向之一。由于树脂基体与涂层的热膨胀系数差别大, 涂层耐热循环能力低, 易在热循环的作用下, 发生剥离破坏所以, 要使防护涂层技术在树脂基复合材料上成功应用, 提高涂层与基体的结合强度与耐热循环能力是必须解决的问题。

4.3 创新喷涂工艺

关于树脂基分和材料防护涂层的研究就不得不对喷涂工艺进行分析, 在传统喷涂操作中, 大多以一种形式的喷涂工艺进行, 这种以单一形式进行喷涂的方式, 工艺缺陷也更为明显。在树脂基复合材料防护涂层喷涂工艺的研究发展中, 需要将多种喷涂工艺进行有机结合, 由多种工艺之间相互弥补不足和劣势而形成新型喷涂工艺。此外还应从树脂基材料本身特殊的性能入手, 例如利用其熔点低的特点, 采用共固化的方法提高涂层与基体的结合强度。对于树脂基体表面的预处理工艺, 是否只能局限于采用砂纸打磨的方法来提高表面积的做法, 仍可探究。

4.4 改良喷涂材料

树脂基复合材料的物理和化学性能与金属材料有很大的不同。其中一方面, 由于树脂基复合材料所能承受的长期温度不是很高, 例如以耐高温性能优异的聚酰亚胺基复合材料为例, 长期使用温度只有大约371℃, 短期也只能承受500℃, 这就需要喷涂时合理的控制喷涂的各项参数, 使喷涂能够顺利的进行。尤其是在等离子喷涂中, 尽管基体的温度一般可控制在150℃以下, 但喷涂粒子的温度仍然很高, 高温粒子与基体的碰撞会导致喷涂区域的温度显著上升。因此, 寻求一种新的喷涂材料, 一方面可以显著提高树脂基复合材料的各项功能指标, 另一方面又可以以合适的温度通过热喷涂到树脂基复合材料表面, 对其防护涂层的发展必将起到促进作用。

结束语

科技的发展要求技术和材料的应用都不能够局限在原有研究的基础之上, 对于材料的创新发展是促进科技进步的重要措施。树脂基复合材料相比于传统材料优势明显, 其在工业领域中的应用还存在着较大的发展空间。但是材料的不足之处仍然限制着其未来的发展, 这就需要在接下来的研究中, 针对其不足之处, 以创新技术加以弥补, 推动树脂基复合材料在防护涂层方面的发展。文中对树脂基复合材料防护涂层在航空工业中的应用进行了研究, 为该材料下一步的应用研究做出了支持。

参考文献

我国造出树脂基复合材料环保纸 篇10

山东华群新材料科技有限公司是我国第一家从事新型树脂基复合材料研发的企业, 经过三年的技术攻关, 他们掌握了这种新型造纸技术。据介绍, 制造这种新型纸张的主要原料是该企业自主研发的纳米无机粉体和无毒树脂, 通过国际先进的制造设备, 经混炼成型、多层共挤、纳米涂布等多个生产工艺制成, 生产成本要比传统纤维纸低30%以上。

记者看到, 这种纸既有传统纤维纸的特性——可印刷、书写、上色, 还有柔软坚韧、防水防油、抗撕裂、耐磨损等优点, 经印刷试验和性能测试, 可以替代传统木浆纸。该产品还可用于制作垃圾袋、化肥袋、购物袋、壁纸等90多种产品, 应用非常广泛。据介绍, 该公司研发的树脂基复合材料产品填补了国内空白, 已申请发明专利1项、实用新型专利7项, 产品质量达到国际先进水平。