复合树脂温度

复合树脂温度（精选八篇）

复合树脂温度 篇1

碳纤维/树脂复合材料作为一种先进的复合材料, 具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点, 在航空航天、汽车等领域已有广泛的应用, 随着航空、航天及军事装备技术的快速发展, 对碳纤维复合材料构件的要求日益严格, 碳纤维复合材料的机械加工中的热问题已成为影响其性能的重要因素。另外, 随着碳纤维复合材料性能的不断提高, 材料的切削加工性能越来越差, 热量堆积导致砂轮刀具磨损加剧, 影响加工精度和加工效率, 难以降低加工成本。在碳纤维增强复合材料的零件与其他零部件装配连接时, 不可避免的要进行大量的机械加工, 特别是磨削加工与孔加工。因此, 碳纤维复合材料磨削热分析研究, 已成为目前复合材料研究和应用所面临的一项亟待解决的难题。

1 磨削测温实验

本试验以碳纤维/树脂复合材料板为试验材料, 进行磨削测温试验。该碳纤维增强复合材料的增强体是T300型碳纤维, 基体材料是AG-80型树脂, 在预浸处理后铺层预置而成。材料如图1所示。

磨削系统中砂轮为绿色碳化硅GC60J, MM7132A型磨床。测温系统如图2。

2 实验结果

图3是GC60J砂轮磨削碳纤维/树脂复合材料的试验结果, 在砂轮线速度Vs=15.7m/s的条件下, 改变工件进给速度和磨削深度得到的曲线。由图3可以看出, 增大磨削深度ap, 工件表面磨削温度升高。主要是由于磨削过程中, 增大磨削深度由于切削变形力和摩擦力均增大, 因而使磨削温度升高。

图4是GC60J磨削碳纤维/树脂复合材料的试验结果, 在工件进给速度Vw=14m/min的条件下, 改变磨削深度和砂轮线速度得到的几组曲线。由图4可以看出, 增大砂轮转速Vs, 工件表面磨削温度升高。增大砂轮转速, 由于单位时间内工作的磨粒数增多, 磨削厚度变薄, 切削变形能增大, 同时, 产生划擦和耕犁的磨粒数增多, 是摩擦加剧, 因而导致磨削温度升高。

图5是GC60J磨削碳纤维/树脂复合材料的试验结果, 在砂轮线速度Vs=11.8m/s的条件下, 改变磨削深度和进给速度得到的几组曲线。由图4可以看出, 增大进给速度Vw, 工件表面磨削温度升高。增大工件进给速度, 使得每颗磨粒的切削厚度增大, 因此使得磨削阻力增大, 热源强度增大, 因而导致磨削温度升高。

3 结论

通过以上试验和分析我们得到如下结论:

(1) 增大砂轮转速, 由于单位时间内工作的磨粒数增多, 磨削厚度变薄, 切削变形能增大, 产生划擦和耕犁的磨粒数增多, 摩擦加剧, 因而导致磨削温度升高。

(2) 增大磨削深度由于切削变形力和摩擦力均增大, 因而使磨削温度升高。

(3) 增大工件进给速度, 使得每颗磨粒的切削厚度增大, 因此使得磨削阻力增大, 热源强度增大, 因而导致磨削温度升高。

(4) 为了保证温度在200以下, 并考虑加工效率, 工艺参数选择为:磨削深度0.02～0.04mm, 砂轮速度取13～17m/s, 进给速度取12～16m/min。

参考文献

[1]黄海鸣, 杜善义.C/C复合材料烧蚀性能分析[J].复合材料学报, 2001, 18 (3) :76-80.

[2]赵稼祥.先进复合材料的发展趋势[J].宇航材料工艺, 1997, (5) :55-56.

[3]赵军.二十一世纪复合材料市场前景广阔[J].国际学术动态, 2005, (2) :33-35.

[4]胡凡.复合材料钻削加工技术的研究[D].北京航空航天大学, 1985.

树脂基复合材料 篇2

摘要：

树脂基复合材料具有良好的成型工艺性、高的比强度、高的比模量、低的密度、抗疲劳性、减震性、耐腐蚀性、良好的介电性能、较低的热导率等特点，广泛应用于各种武器装备，在军事工业中，对促进武器装备的轻量化、小型化和高性能化起到了至关重要的作用。由于与许多材料相比具有独特的性能，树脂基复合材料在航空航天、汽车、电子、电器、医药、建材等行业得到广泛的应用。目前，随着复合材料工业的迅速发展，树脂基复合材料正凭借它本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐蚀、质感美观等优点，越来越受到人们的青睐。关键字：树脂基复合材料，材料性能，应用领域

一、前言

复合材料在国民经济发展中占有极其重要的地位，以至于人们把一个国家和地区的复合材料工业水平看成衡量其科技与经济实力的标志之一[1]。树脂基复合材料是以纤维为增强剂、以树脂为基体的复合材料，所用的纤维有碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯纤维等，所采用的基体主要有环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等有机材料。其中热固性树脂是以不饱和聚脂、环氧树脂、酚醛树脂等为主；热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物。

树脂基复合材料的特点：各向异性（短切纤维复合材料等显各向同性）；不均质或结构组织质地的不连续性；呈粘弹性；纤维体积含量不同，材料的物理性能差异；影响质量因素多，材料性能多呈分散性。树脂基复合材料的优点如下：(1)密度小，约为钢的1／5，铝合金的1／2，且比强度和比模量高。这类材料既可制作结构件，又可用于功能件及结构功能件。(2)抗疲劳性好：一般情况下，金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的20～50％，CF增强树脂基复合材料的疲劳极限是其拉伸强度的70～80％；（3）减震性好；(4）过载安全性好；（5）具有多种功能，如：耐烧蚀性好、有良好的耐摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、有特殊的光学、电学、磁学性能等；（6）成型工艺简单；（7）材料结构、性能具有可设计性。

以树脂基复合材料为代表的现代复合材料随着国民经济的发展，已广泛应用于各个领域。众所周知，树脂基复合材料首先应用于航空航天等国防工业领域[2-3]，而后向民用飞机发展。随着社会的发展，树脂基复合材料在人类物质生活中的需求量越来越大，并逐渐成为主要应用领域，且研究投入越来越大。树脂基复合材料除在航空航天、国防科技领域应用外，其他行业领域的应用也十分广泛。

二、综述树脂基复合材料的应用

目前常用的树脂基复合材料有：热固性树脂、热塑性树脂，以及各种各样改性或共混基体。热塑性树脂可以溶解在溶剂中，也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体，冷却后又变硬。热固性树脂只能一次加热和成型，在加工过程中发生固化，形成不熔和不溶解的网状交联型高分子化合物，因此不能再生。随着复合材料工业的迅速发展，树脂基复合材料以其优越的性能和特点将应用于各个领域。以下将简介树脂基复合材料的应用。

2.1热固性树脂基复合材料的应用

复合材料的树脂基体，目前以热固性树脂为主。早在40年代，在战斗机、轰炸机上就开始采用玻璃纤维增强塑料作雷达罩。60年代美国在F-

4、F-11等军用飞机上采用了硼纤维增强环氧树脂作方向舵、水平安定面、机翼后缘、舵门等。在导弹制造方面，50年代后期美国中程潜地导弹“北极星A-2”第二级固体火箭发动机壳体上就采用了玻璃纤维增强环氧树脂的缠绕制件，较钢质壳体轻27％；后来采用高性能的玻璃纤维代替普通玻璃纤维造“北极星A-3”，使壳体重量较钢制壳体轻50％，从而使“北极星A-3”导弹的射程由2700千米

增加到4500千米。70年代后采用芳香聚酰胺纤维代替玻璃纤维增强环氧树脂，强度又大幅度提高，而重量减轻[4-6]。碳纤维增强环氧树脂复合材料在飞机、导弹、卫星等结构上得到越来越广泛的应用。

例如树脂基复合材料在弹体上的应用[7]。弹体是用于构成导弹外形 连接和安装弹上各部分系统且能承受各种载荷的整体结构。采用树脂基复合材料做弹体的主要目的是为了最大限度的减轻导弹的结构质量、简化生产工艺、降低成本。进一步提高导弹战术性能更重要的是，采用树脂基复合材料技术有利于整体成形有复杂形状、光滑表面和气动外形流畅的弹体，可以形成金属壳体难飞航导弹，以达到的隐身性能。目前，国外巡航导弹在设计研制时，都特别重视大量采用树脂基复合材料结构。

2.2热塑性树脂基复合材料的应用

近年来，由于热塑性树脂基复合材料具有韧性好，疲劳强度高，耐湿热性好，预浸料可以长期存放，可以重复成形，环境污染少等优点，使其在航空航天、汽车、电器、电子、建材、医药等行业得到广泛的应用。随着PPO、PEEK、PPS、PSF等高性能热塑性树脂的开发得到快速发展，使得热塑性复合材料的应用更加广泛，其中在汽车行业中的应用最为突出[8]。当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。减轻汽车自重是降低汽车排放，提高燃烧效率的最有效措施之一，汽车的自重每减少10%，燃油消耗可降低6%~8%。为此，增加热塑性复合材料在汽车中的使用量，便成为降低整车成本及其自重，增加汽车有效载荷的关键。

由于热塑性树脂基复合材料具有比强度和比刚度高，断裂韧性、疲劳强度、耐热、耐腐蚀等性能好，以及可重复成型等优点，在飞机上也得到一定应用[9-10]。在航空工业中，树脂基复合材料用于制造飞机机翼、机身、鸭翼、平尾和发动机外涵道；在航天领域，树脂基复合材料不仅是方向舵、雷达、进气道的重要材料，而且可以制造固体火箭发动机燃烧室的绝热壳体，也可用作发动机喷管的烧蚀防热材料。近年来研制的新型氰酸树脂复合材料具有耐湿性强、微波介电性能佳、尺寸稳定性好等优点，广泛用于制作宇航结构件、飞机的主次承力结构件和雷达天线罩。美国F-22飞机热塑性复合材料使用量大于1%，其它民用飞机上热塑性复合材料的使用量则更多。

由于热塑性复合材料具有独特的优点，使其在军事领域中也得到广泛应用。主要有枪用材料、弹用材料、以及地面车辆、火炮、舰船等部分零部件用材料。另外，热塑性复合材料在其它领域的应用也十分广泛。在建筑行业，产品有管件阀门、管道、百叶窗等部件；在机械工业方面，产品有水泵叶轮、轴承、滚轮、电机风扇、发动机冷却风扇空气滤清器、音响零件等；在油田领域，近年来，热塑性复合材料在油田中应用也越来越广泛，其中用于扶正器的玻纤增强PA材料年消耗量近万吨[11-13]。另外，树脂基复合材料在电子、能源、生物医学、体育运动器材、船舶制造等领域也有广泛的应用。

三、展望

树脂基复合材料良好的发展和应用前景决定了人们将继续重视发展树脂基复合材料的研究与开发。树脂基体的发展趋势是继续提高耐热和耐湿热性，以满足战机导弹超声速巡航及未来用材需求，目标是在可成型大型复杂构件的前提下，基体的湿态耐热进一步提高。在开发高性能增强纤维，如纳米材料的同时，主要通过基体增韧，继续提高复合材料的抗冲击韧性。

树脂基复合材料的应用向着高性能化方向发展，旨在追求高的减重效率。重视制造技术研究、生产改造和综合配套。开发材料设计及制备过程的计算机模拟软件，对产品设计和成型工艺进行优化，提高产品的先进性、可靠性，并最大限度的降低成本[14]。制约复合材料扩大应用，特别是在民用领域应用的主要障碍仍是成本太高，因此降低成本是当务之急。复合材料的发展应以市场为导向，加大创新力度，加强基础性研究和应用性研究，努力降低

原材料成本，开拓新的应用领域；要通过产学研结合，立足自主开发，同时积极引进技术和资金，在科技攻关、项目建设、装置规模上要力求与国际接轨，以推动我国复合材料工业全面、快速、健康地发展。

随着飞行器向高空高速无人化智能化低成本化方向发展树脂基复合材料的地位会越来越重要。国外预计在下一代飞机上复合材料将扮演主角[15]。树脂基复合材料对于导弹、战机屏蔽或衰减雷达波或红外特征，提高自身生存和空防能力，具有至关重要的作用;在实现战机、导弹轻量化、快速反应能力、精确打击等方面起着巨大作用，其用量已成为战机 导弹先进性的一个重要标志。树脂基复合材料技术不断发展更新其应用领域不断扩展并在能源电子汽车建筑桥梁环境和船舶等领域扮演着越发重要的角色。高性能树脂基体及其改性是我门树脂行业的责任和义务，应该努力做好这方面的研发和产业化。

随着树脂基复合材料的性能进一步提高，使用经验进一步积累,低成本技术的发展，高效新结构的发展以及应用效能的提高，未来树脂基复合材料的应用领域将变得更加广泛。

四、参考文献

复合树脂温度 篇3

ABS树脂维卡软化温度 (VST) 是该产品的一项重要技术指标, 准确的测定其温度显得尤为重要, 在日常检测中利用质量控制图是控制检验数据在一定范围内波动, 保证检验数据质量的有效方法之一。实验室将保留样品逐月进行维卡软化温度检测, 绘制质量控制图, 从而有效控制检验ABS树脂维卡软化温度的质量。

1 实验部分

1.1 样品

ABS树脂, 中国石油大庆石化生产优等品。

1.2 测试方法

按照GB/T 1633-2000 [1] 进行测试。

1.3 仪器

意大利ATS公司制造的MP/3 型热变形维卡测定仪。

2 结果与讨论

2.1 质量控制图

质量控制图[2]由正态分布演变而来。CL为中心线, 一般为测量的总平均值、极差均值或标准偏差均值、UCL为上限控制值、LCL为下限控制值。

2.2 质量控制图的种类

根据检验对象的平均值、极差和标准偏差, 质量控制图分为 、R图和S图。控制图的控制极限计算见表1。

表1中, j为第j组测量值的算术平均值;Rj为第j组测量值的极差;为所有检验结果平均值;为极差的平均值;为统计标准差的平均值。

2.3 控制图的绘制

对ABS树脂采用GB/T1633—2000 进行维卡软化温度测定。每月在相同条件下, 同仪器由同一人员对其重复检验3 次, 将12 个月的检测数据计算出每月检验数据的平均值与极差。检测数据见表2。

根据上表中每一组数据的平均值与极差R, 计算得

2.4 X控制图的绘制

X控制图的上、下限根据表1 计算:

由每组检验次数n=3, 查控制图用系数表[3], 得A2=1.023。于是

根据上述计算, 做图, 如图1所示。

根据控制图判稳准则, 可认定X图处于稳定状态, 实验室在ABS树脂维卡软化温度的检测时, 有较高的系统控制能力。

根据同样的道理, 可以计算出R控制图 (省略) 的控制上、下限分别为0.51 和0;S控制图的控制上下、限值为0.26 和0。

3 结语

通过12 个月的ABS树脂维卡软化温度的检测, 根据X控制图, 实验室ABS树脂维卡软化温度的检测结果处于良好的受控状态, 有较高的系统控制能力和随机控制能力, 检验结果准确可靠。

应用X-R (或S) 控制图, 在测定ABS树脂维卡软化温度时, 系统误差控制在 ±0.2 的范围, 随机误差 (极差) 应小于0.51, 标准偏差应小于0.26。

摘要：通过12个月的ABS树脂维卡软化温度的检测, 根据X控制图, 实验室ABS树脂维卡软化温度的检测结果处于良好的受控状态, 有较高的系统控制能力和随机控制能力, 检验结果准确可靠的。在测定ABS树脂维卡软化温度时, 系统误差控制在±0.2的范围, 随机误差 (极差) 应小于0.51, 标准偏差应小于0.26。

关键词：ABS,维卡软化温度,检测,质量控制

参考文献

[1]徐永宁, 张连贵, 李宏宇等.GB/T 1633-2000热塑性塑料维卡软化温度 (VST) 的测定[S].北京, 中国标准出版社, 2000。

[2]孙公绪, 孙静.质量工程师手册[M].企业管理出版社, 2002.

30例后牙复合树脂修复治疗分析 篇4

1 临床资料

本组收治的行复合树脂修复治疗30例, 其中男12例, 女18例, 年龄19~50岁, 平均年龄34岁。患牙均为后牙Ⅰ类洞和Ⅱ类洞, 其中上颌11颗、下颌19颗。均行复合树脂修复治疗。经治疗复合树脂嵌体修复临床成功率较高。术后6~12个月修复牙形态、密合度、牙髓活力疗效满意度92.8%~100.0%。

2 手术方法

板选牙色, 根据比色为医生提出颜色适宜的材料。隔湿修复时协助隔湿, 一定要使用吸唾器, 注意不要接触已经酸蚀的牙面, 以免污染而降低固位能力。涂粘结剂或遮色剂有牙本质暴露的地方先用氢氧化钙或聚羧酸粘固粉垫底。禁用氧化锌丁香油粘固粉, 因丁香油对复合树脂有阻聚作用。充填树脂按预先选好的牙色, 取适量的树脂递给医生。从酸蚀到充填的整个过程隔湿很重要, 是关系到修复成败的关键之一, 隔湿完全保证修复的质量。成型抛光协助医生选用各型号由粗到细的金刚砂钻并装在机头上。成型后再用橡皮轮或树脂抛光轮抛光。

3 讨论

复合树脂是一种新型牙科修复材料, 被认为是目前较为理想的牙色修复材料。其最突出的优点是美观, 可提供与牙最佳的颜色匹配。随着粘接材料与技术的发展, 复合树脂修复使牙体修复变得简便快速、经济有效。光固化复合树脂系单粘剂型, 在临床使用最为广泛, 它是采用各类光敏引发剂, 通过光照射而产生游离剂, 引发树脂聚合, 化学固化树脂[2]。大多数后牙复合树脂修复短期临床研究结果令人满意。复合树脂采用的是双组分, 固化方式是化学固化, 固化前的操作时间很短 (4~6 min) , 还会受到室温等多种因素的影响, 复合树脂若在修整前固化, 这将给后面的工作带来很大困难。现在的产品是单组分的, 何时固化取决于操作者, 这就使操作难度大大降低了。另外, 全酸蚀技术将釉质和本质的酸蚀合二为一, 湿粘接技术的出现使隔湿的难度降低了。自酸蚀技术又将酸蚀、涂底胶和涂粘接剂等程序变成一步, 使操作难度下降, 操做时间减少。

复合树脂的强度和耐磨性还不能与银汞合金相比, 但对于强烈要求牙色材料修复的患者, 只要修复部位承受的咬合力不大, 后牙用复合树脂也是可行的。影响后牙复合树脂修复体疗效的主要因素为:耐磨耗性能、修夏体边缘缺陷、整体色泽变化、技术敏感、失败率和与银汞合金的对比几个方面, 其中尤以技术敏感对修复体质量有关键意义。某些品牌, 在耐磨性能上有长足进步。从临床观点, 某些品牌的后牙复合树脂耐磨耗已不再是一个问题, 如3M公司的P60后牙复合树脂等。对影响修复体质量因素的探讨, 可适当转向其他方面。尽管如此, 由于从整体来说, 解剖形态的丧失仍然是后牙复合树脂修复体普遍存在的问题。由于复合树脂有固化收缩, 远期疗效的评价中, 界面密合度及与之有关的边缘微渗漏、变色、断裂、继发性龋和术后敏感就成为重要指标。而色泽变化是复合树脂的固有问题。可通过减少磨耗与聚合收缩、改善膨胀系数使其与牙齿的体积改变更加接近, 改进黏结体系获得进一步的进展。技术敏感性是指材料可因适应证选择不当, 术者对材料性能及其作用机制理解不深, 以致在具体操作中未能严格遵循产品所要求的操作规程等技术性原因, 而产生不良后果的可能性。随着技术不断发展, 技术敏感也随之增长, 术者因素的重要性有增无减。

摘要：目的 探讨后牙复合树脂修复方法。方法 30例后牙复合树脂修复治疗方法进行分析。结果 复合树脂嵌体修复临床成功率较高。术后612个月修复牙形态、密合度、牙髓活力疗效满意度92.8%100.0%。结论 大多数后牙复合树脂修复短期临床研究结果令人满意。

关键词：复合树脂,嵌体,牙体修复

参考文献

[1]王翰章.中华口腔医学.北京:人民卫生出版社, 2000:1512-1514.

影响复合树脂机械性能的因素 篇5

复合树脂主要由树脂基质和无机填料组成, 其机械性能和这些组成成分有很大关系, 另外还与固化方式、光照时间、测试方法以及模具等因素相关。

1 复合树脂的组成成分对其机械性能的影响

1.1 无机填料

复合树脂中的无机填料起增强剂的作用, 它主要决定复合树脂的机械性能.作为复合树脂的无机填料主要有:石英、气相二氧化硅、玻璃、陶瓷、钡铝硅酸盐、硼酸盐以及羟基磷灰石等[3]。很多学者又致力于通过改变填料类型、大小、表面改性处理等方法优化复合树脂的性能[4], 对于无机/有机聚合物复合材料, 无机材料的粒度越小, 在有机基质中的分布越均匀, 无机材料在复合材料中的含量就越高。研究发现, 无机填料的堆积密度与比表面积同时影响填料的填充量, 当两者达到平衡时, 能够获得较高的填料的填充量[5]。

不少研究证实, 向无机填料中添加其他成分可以增强复合树脂的机械性能。沈丽娟等证实添加四针状氧化锌晶须 (T-ZnOw) 无机抗菌剂、载银无机抗菌剂对复合树脂的机械性能有所提高[6]。韩继梅等[7]也证实, 向复合树脂中添加人工合成的纳米羟基磷灰石晶体, 其中的Ca2+可以与牙齿中Ca2+相互作用以达到紧密结合, 从而增加复合树脂的生物活性及机械性能。另外对增强填料羟基磷灰石进行表面改性, 增加其在复合树脂中的添加量, 从而增强复合树脂的机械性能[8]。

1.2 树脂基质系统

除了无机填料, 树脂基质也是复合树脂的主要组成部分, 这种高分子有机体将复合树脂的各个部分粘着在一起, 并对复合树脂的可塑性和可固化性起主要作用, 对于其强度也有一定作用[9]。目前应用最多树脂基质是甲基丙烯酸酯基质系统, 由于其中的主单体Bis-GMA非常粘稠, 不利于无机填料的加入以及临床操作, 因此需要加入小分子量、低粘度的稀释单体, 对提高无机填料在复合材料中的添加量有重要意义。复合树脂中的光引发剂使有机基质发生聚合反应, 从而在修复牙体时在一定光照条件下发生固化, 承受口腔中各种力的作用, 所以光引发体系引发的聚合反应是复合树脂能够达到满意物理机械性能的基础。而光引发剂引发有机基质发生聚合反应的过程中, 自由基的数量与聚合反应中形成的聚合中心成正比, 聚合中心越多基质中所形成的聚合物的分子量越小, 从而使树脂基质单体的聚合度下降, 从而也影响了复合材料的机械性能[10]。

2 无机填料和树脂基质的混合方式对复合树脂机械性能的影响

复合材料中无机填料和有机基质混合的方法有很多, 实验研究中最常用到的是熔融共混法, 这种方法就是通过各种方式 (一般用在超声条件下) 将无机材料与有机高分子混合, 操作起来较方便[11]。根据不同的工艺又分为溶液分散法、乳液或悬浮液分散法和熔融分散法, 其中熔融分散法是先对无机填料进行表面处理, 防止其团聚再加入有机基质中, 在熔融状态下与有机基质混合。这种方法对目前复合树脂因无机填料和树脂基质的界面结合不佳而影响其物理机械性能有很大的帮助。

3 不同固化方式对复合树脂机械性能的影响

光固化复合树脂与化学固化复合树脂相比, 前者具有操作性佳和色泽稳定性好等优点, 是目前口腔临床广泛使用的一类复合树脂。对于光固化复合树脂在后牙的修复应用越来越多, 而其抗压能力较弱是一个不容忽视的问题, 不同的固化方式对其抗压能力也会产生影响。采用光固化、光固化+光固化、光固化+热固化, 3种不同固化方法处理3M和贺利氏复合树脂, 在万能验试机上测试抗压强度。结果显示2次处理的复合树脂抗压强度均比1次处理的复合树脂有较大提高[12]。

不同温度、光源对光固化复合树脂机械性能也有一定的影响, 姚治豹将复合树脂在3种不同温度下 (冷冻到5℃室温25℃, 预先加热到37℃) 给予持续卤素光、软启动卤素光和二极管光 (LED) 照射固化, 发现无论使用何种光源当复合树脂的温度增加, 样本顶部和底部表面的显微硬度也增加。在3种不同温度下, 采用LED光聚合的复合树脂的顶部和底部表面都获得了明显更好的硬度[15]。照射时间在光固化复合树脂的固化中起着十分重要的作用。对于临床上较深厚 (>2mm) 的可见光固化树脂修复物, 应将照射时间延长60-80s (对深色材料而言照射时间还应更长一些) , 以使深层材料充分固化, 从而获得最佳的机械性能[14,15]。使用高强度光源进行固化可以获得较高的聚合反应转化率和较好的机械物理性能, 但同时也产生更高的聚合收缩应力[16]。就光固化模式而言, 存在许多影响复合树脂性能可变因素如光敏剂的组成成分、光能的传递方式、光线强度、光照密度、光源类型和光照时间、材料透光性以及材料厚度等。

4 结语

随着材料学的进一步发展, 复合树脂在口腔领域的应用越来越广, 很多学者也致力于通过大量实验研究来解决复合树脂作为后牙充填材料机械性能低等缺点。通过本文的综述, 可为复合树脂的进一步研究提供参考, 综合各方面的影响因素, 制备出机械性能更加优异的复合树脂。

摘要：复合树脂在口腔临床中的应用已变得日益广泛。目前对复合树脂性能上的改善主要集中在提高其机械性能, 影响因素有很多, 本文就影响复合树脂机械性能的主要因素做一简要综述。

树脂基复合材料成型工艺发展研究 篇6

复合材料在工业领域得到广泛应用, 也是衡量一个国家科技和经济实力的重要标志。先进复合材料不仅强度高, 而且耐热性能和抗疲劳性能优良, 在航空航天、交通运输、机械化工等领域得到广泛应用。树脂基复合材料是先进的材料类型之一, 在航空航天领域得到广泛应用, 并且随着技术发展与进步, 材料性能不断改进和完善。文章探讨分析树脂基复合材料成型工艺, 并对其发展进行展望, 希望能为实际工作提供指导借鉴。

1 树脂基复合材料成型工艺

成型工艺是一项系统复杂的工艺, 不仅要满足制品的形状和尺寸要求, 还要确保材料的综合性能, 减少制品空隙率, 并降低甚至避免对操作人员健康带来的负面影响, 促进材料综合效益提升。经过几十年发展与技术进步, 树脂基复合材料成型工艺取得不断发展, 种类进一步增多, 并存在相同点和不同点, 主要体现在以下方面。

1.1 接触低压成型

利用手工作业方式, 将玻璃纤维织物和树脂铺在模具上, 粘结一起后固化成型, 工艺流程非常简单, 可在不同部位添加补强材料, 满足复杂产品外形设计需要。但该工艺耗费时间长, 效率低, 不适合批量生产。生产环境也比较差, 加工时容易出现较多的粉尘, 影响人的身体健康, 这是今后需要改进和完善的地方。接触低压先将材料在阴膜、阳模或对模上制成设计形状, 加热或常温固化, 脱模后辅助加工获得制品。该工艺设备简单, 成本低, 投资少, 但劳动强度大, 生产效率低, 需要对工艺进行改进。目前高产量、连续生产的玻璃纤维复合材料生产线已经形成, 促进工艺的自动化、高效化和专业化, 对复合材料发展产生重要影响。

1.2 拉挤成型

将已浸润的连续纤维束在牵引结构拉力下, 用成型模成型, 在模中固化, 连续生产出复合型材。成型过程需要成型模挤压和外牵引拉拨, 整个生产过程是连续的。该工艺控制方便, 产品质量稳定, 成本低, 生产效率高, 制品的拉伸强度和弯曲强度高。目前拉挤工艺主要用于生产玻璃钢棒、工字型、角型、槽型、方型等, 技术取得不断发展, 产品质量也进一步提升。

1.3 模压成型

将预浸料加入金属对模内, 通过加热和加压固化成型, 成本低廉, 生产效率高, 产品精度高, 能一次成型结构制品, 在汽车、航空航天等领域应用广泛。

1.4 缠绕成型

将连续纤维按一定规律缠绕至芯模, 经固化和脱模形成产品, 产品可靠性高, 生产效率高, 强度高, 并且可以节约成本, 技术经济效益明显。该工艺在航天、军工领域应用广泛, 并朝着自动化、集成化方向发展。

1.5 铺放成型

包括自动铺丝束技术和自动窄带铺放技术, 实现加工制造的全自动化, 在航空航天、特殊结构构件的应用非常广泛。随着技术进步, 控制系统升级到全数字控制, 自动铺放新技术出现并得到愈加广泛的应用, 在战斗机、商用飞机方面采用自动铺丝技术, 带动航空制造技术变革。并且新技术将不断出现, 促进复合材料的变革和进步。

1.6 RTM成型

该技术为适应飞机雷达罩成型发展而来, 在纤维增强复合材料生产中得到广泛应用。该技术可为构件提供双面光滑表面的能力, 制造品质好、精度高的构件, 成型效率高, 挥发型物质少, 不会影响人的身体健康。近年来还开展大量颇有成效的技术, 设备、树脂、模具不断改进和完善, 在工业制造领域也发挥更大的作用。

2 树脂基复合材料成型工艺的发展

随着对性能更优材料研究的不断深入, 技术攻关力度增强, 复合材料工艺参数得到不断优化。并且生产设备的智能化和自动化程度提高, 复合材料成型工艺也取得不断发展和进步, 主要体现在以下方面。

2.1 先进原材料

碳纤维、氧化铝纤维、芳纶纤维, 新型高性能树脂、金属和陶瓷基体等出现并得到应用, 其韧性、耐高温性更优, 有利于提高产品质量和综合性能。

2.2 预浸料制备

预浸料是半成品, 推动复合材料工艺发展, 其工艺改进也带来众多新技术的应用, 如熔融浸渍、纤维混合法、粉末混合工艺等。预浸料制备发展到机械化和自动化形式, 编制预浸料标准, 促进工艺技术革新和进步。

2.3 固化过程优化

计算机技术、过程控制技术、人工智能技术的开发和应用, 再加上超声和介电技术支持, 实现在线固化的可能性, 对固化压力、温度等实现连续监测, 调整固化气孔率、厚度等, 推动产品质量提升。

2.4 模具发展

模具结构形式多种多样, 推动复合材料构件制造多样化。目前复合材料模具、软模、芯模技术取得较大进步, 促进模具和产品膨胀系数基本一致, 减轻结构自重, 方便材料卸载, 有利于控制构件尺寸和厚度, 保证产品质量。

2.5 制造设备的自动化和智能化

随着技术进步和产品需求量增大, 复合材料制造出现规模化、自动化、智能化趋势, 不仅有利于提高材料性能, 还能推动其得到广泛应用, 提高产品质量。

3 结束语

成型工艺是复合材料研究的关键内容, 随着技术发展和不断创新, 复合材料实现智能化和规模化成为一种趋势。为更好应对这种趋势, 应该加大技术攻关力度, 借鉴和吸收国外先进技术, 准确定位, 从设备、工艺、人员等方面采取改进和完善措施, 提高复合材料制造水平, 促进其性能不断提升, 更好满足航空航天工业发展需要。

参考文献

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[2]何亚飞.树脂基复合材料成型工艺的发展[J].纤维复合材料, 2011 (2) :7-13.

[3]蔡闻峰.树脂基碳纤维复合材料成型工艺现状及发展方向[J].航空制造技术, 2008 (10) :54-57.

光固化复合树脂微渗漏的影响因素 篇7

1 光固化复合树脂本身

传统的基体树脂是由树脂基质和稀释单体等组分构成。树脂基质是复合树脂的主体成分,主要作用是将复合树脂的各组成部分粘附结合在一起,赋予可塑性,固化特性,并传递应力和增韧的作用。现在临床上应用的复合树脂材料的基质大部分是双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(BIS-GMA)、氨基甲酸酯双甲基丙烯酸酯(UDMA)等单体[2]。但由于这种树脂的一些缺陷,如聚合收缩大、氧阻聚作用等,目前多数的研究仍集中在对传统基体树脂的改进上。比如,添加多甲基丙烯酸酷单添加多甲基丙烯酸酷单体,改变稀释剂或向其中加入膨胀单体等,都有助于降低聚合性体积收缩以及减小收缩应力[3]。

2 光固化复合树脂的光固化模式

目前的光固化模式主要有:传统光照法、弱光引导技术(S-St)、间歇光照法等。弱光引导法是先用低强度光引发聚合反应,再用高强度光照射固化[1,2,3,4]。间歇光照技术采用恒定光强,短暂光照之后短暂停歇,循环数次完成固化。

弱光启动相对于常规光固化模式,该固化模式的不同之处在于固化时光照强度是从弱到强逐渐增加的。有研究发现这种模式能减少树脂聚合体积收缩,改善树脂与牙体的边缘密闭性,并能提高树脂的硬度。但也有研究表明:弱光启动对复合树脂的聚合收缩和机械性能无明显改善作用,甚至有研究得出相反的结论。因此,对于弱光启动光固化模式对复合树脂的影响需进一步研究。

近年来研究表明,高强度的光照容易导致微渗漏的产生[5],采用不同强度的光照可能减小充填体聚合时产生的收缩[3,4,6]。SOFT-START光聚合技术(软启动技术)[7]是根据这个原理设计的,该技术在固化初期采用低强度的光进行引导聚合,而后用高强度的光完成固化过程,从而减少复合树脂聚合时的体积收缩,减少充填体边缘微渗漏的产生。SOFT-START光聚合技术有助于减少光固化复合树脂的聚合收缩,可提高充填体边缘封闭性,减少微渗漏产生。随着光固化复合树脂的能量密度的降低,最大聚合收缩亦减少,具有高能量密度的光固化复合树脂具有更好的显微硬度以及更低的热膨胀系数[8]。而Asmussen[9]却认为光固化复合树脂的聚合收缩随着能量密度的增加而显著增强。

3 洞型制备及表面处理

研究显示,单独使用喷砂备洞处理并不能减少牙本质和树脂之间的细菌微渗漏网。但备洞后,用Nd:YAG激光缓慢扫描式照射洞缘牙釉质,可减少牙本质的微渗漏[10]。用Er,Cr:YSGG激光预备V类洞不能增加树脂与牙体组织的结合减少微渗漏的发生;而应用激光同时行酸蚀处理可以增强树脂充填体与牙本质间的结合,减少牙龈侧洞缘微渗漏[11,12]。

牙釉质的粘结性能远远优于牙本质。牙本质无机改性是以次氯酸钠等胶原降解剂去除牙本质表面脱矿后暴露的胶原纤维基质,形成类似于脱矿牙釉质的表面[13],以期获得与牙釉质相近的粘结性能的一种牙本质表面处理方法。然而,尽管无机改性处理并不能显著改善树脂一牙本质粘结界面的边缘封闭性,它在提高某些树脂粘结剂粘结强度的同时,可以克服湿粘结导致的技术敏感性等不足。因而是一种极有发展前景的牙本质粘结技术,牙本质无机改性后粘结界面的结合机理及其粘结性能的全面评价,仍有待于进一步研究。

4 充填技术

He ZD等[14]发现窝洞的大小以及冲充填技术的选择会影响到一类洞的树脂与牙本质之间的粘结强度。在大的窝洞,分层充填可通过大量的C-纤维可以增强洞底的粘结强度。然而小窝洞则不然。认为在小窝洞充填可不应用分层充填,充填大窝洞推荐应用分层充填方法,以增强粘结强度,减少微渗漏。而Pfeifer[15,16]则认为是大窝洞和小窝洞不论是采用分层充填还是块状充填对微渗漏无明显影响。

5 粘结技术

目前临床广泛应用且研究较多的是全酸蚀湿润粘接技术(第4代、第5代牙本质粘接系统)及自酸蚀粘接技术(第5代、第6代粘接系统),第5代、第6代粘接系统中哪一代粘接效果更好至今没有定论。熊宇等[17]用多剖面评分法研究了常用全/自酸蚀粘结剂系统复合树脂充填的微渗漏情况,表明全/自粘结剂之间的微漏程度无显著性差异。自蚀粘接剂未能显著减少复合树脂的微渗漏。另外包广结等[18]发现使用自酸蚀粘接剂后充填体的微渗漏程度显著高于全酸蚀者。

Pfeifer[15]发现粘结系统的选择只影响大的充填体的微渗漏。而对于小的充填体来说,粘结系统的选择并不影响树脂的微渗漏。

6 抛光方式

用金刚砂磨片由粗到细地打磨,可使树脂表面光滑,抛光膏的使用可以获得类似牙釉质的高度抛光的表面。国产GL-I型牙齿抛光膏有抛光效果,又不损伤光固化复合树脂充填体的表面[19]。

摘要：光固化复合树脂具有色泽美观、操作方便、避免汞中毒等优点,随着机械性能以及美学性能的提高,已经成为牙体缺损修复治疗必不可少的重要材料,并广泛应用于前牙及后牙的修复,其在聚合过程中的收缩、受热膨胀和吸收水分等形成较大的微渗漏,本文就临床上影响光固化复合树脂微渗漏的各因素作一综述。

碳纳米管/环氧树脂复合材料 篇8

笔者采用超声分散法将环氧树脂(EP)和碳纳米管(MWCNTs-COOH)均匀混合,采用溶液共混法制备MWCNTs/EP复合材料,并研究不同含量的MWCNTs对EP的阻燃性、热稳定性等的影响。

1 实验部分

1.1 主要原料

Araldite LY1564SP环氧树脂;羧基化碳纳米管,直径为10~20nm,长度为10~20μm,纯度99%;十二烷基苯磺酸钠,分析纯。

1.2 主要设备及仪器

SB-5200DNT型超声波清洗机,DK-98-ⅡA型电热恒温水浴锅,DGX-9073B-2型鼓风干燥箱,FTT型氧指数仪,DTG-60AH型热重分析仪,FTT0242型锥形量热仪。

1.3 样品的制备

称取一定量的碳纳米管、分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和无水乙醇,倒入烧杯中,用超声波清洗机分散30min,量取环氧树脂并用搅拌机均匀混合,再在超声波清洗机分散30min。将混合溶液在70~80℃的电热恒温水浴锅中不断搅拌至无水乙醇完全挥发。然后查看混合液是否有大量气泡,若有则进行脱泡处理后再以环氧树脂与固化剂的质量比为100∶34量取固化剂,并均匀混合,最后将混合液浇注到涂好脱模蜡并预热的模具中,放入90℃的鼓风干燥箱中,干燥3h脱模。MWCNTs的质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。

1.4 性能测试

热重分析测试,测试样品的热稳定性,样品质量约为4mg;氧指数测试,试件尺寸为150 mm×10 mm×4mm,测试样品的阻燃性;锥形量热测试,试样尺寸为100mm×100mm×3.5mm,每组3个试样,取平均值。

2 结果与讨论

2.1 热失重分析(TGA)

在空气气氛下,以20℃/min的升温速率,将样品从20℃升到800℃,研究温度与质量的变化关系。图1为不同样品的TGA曲线,表1为由图1所得的质量损失50%的温度(T50%)和燃尽温度(T)。图1和表1表明,加入碳纳米管后,环氧树脂复合材料的T50%和T整体有所提高。T50%体现了环氧树脂复合材料的热分解温度,表1显示碳纳米管提高了环氧树脂的热分解温度,原因是碳纳米管具有极大的长径比、比表面积大和热稳定好等优点,引入环氧树脂复合材料后,会形成稳定的化学键,从而提高环氧树脂复合材料的热分解温度。结果表明,碳纳米管质量分数为1.5%时复合材料的T50%和T提升效果最好,与纯环氧树脂相比,分别提高了7%和30.3%,达到了较好的阻燃效果。

2.2 氧指数分析

表2为不同样品的氧指数。由表2可以知道,随着MWCNTs含量增加,复合材料的氧指数(LOI)呈先上升后下降的趋势,MWCNTs质量分数为2.0%时,复合材料的氧指数由19.8提高到21.0,MWCNTs质量分数为2.5%时,氧指数为20.5。这可能是由于随着碳纳米管含量的增多,分散性下降,再团聚现象明显,使复合材料内部出现较多孔隙,造成阻燃性能下降。

2.3 锥形量热分析

采用热辐射功率为35kW/m2的热辐射强度对不同样品的燃烧特性进行分析,得到的不同样品的热释放速率(HRR)曲线,如图2所示。热释放速率峰值(pHRR)、平均热释放速率(Ave-HRR)和总烟产量(TSP),如表3所示。由表3可知,添加碳纳米管后,环氧树脂复合材料的pHRR、Ave-HRR和TSP与纯环氧树脂相比几乎都有所降低,表明碳纳米管提高了环氧树脂复合材料的阻燃性能。

由图2、表3可以看出,添加碳纳米管后环氧树脂复合材料的pHRR整体呈下降趋势,碳纳米管质量分数为0.5%时复合材料的pHRR降低最多。由此可以得出,碳纳米管质量分数为0.5%时,复合材料的危险性较低。从环氧树脂复合材料的Ave-HRR和pHRR两者综合比较,知MWCNTs质量分数为0.5%时,复合材料的阻燃性能最佳。由表3中的TSP值可知,添加碳纳米管后环氧树脂复合材料的总烟产量均有所降低,表明碳纳米管对烟的抑制作用较明显,而MWCNTs质量分数为1.5%时,复合材料的抑烟性能最佳。

3 结论

(1)添加MWCNTs提升了环氧树脂复合材料的热稳定性,其分解温度(T50%)和燃尽温度(T)都有所提高,当添加量为1.5%时,两者提高的幅度最大,其中T50%提高了近25℃,T提高了近186℃。

(2)MWCNTs的质量分数为2%时,环氧树脂复合材料的氧指数最高,由19.8上升到21.0。

(3)MWCNTs质量分数为0.5%时,环氧树脂复合材料的阻燃性能最佳;MWCNTs质量分数为1.5%时,复合材料的抑烟性能最佳。

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