碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备与力学性能研究(3)
图1.2 普通碳纤文石墨层微观结构[18]
1.1.4碳纤文的未来发展
通常我们说碳纤文的70%的宣布产能是实际产能，我们所说的宣布产能指的是标准产品类型为基础进行的，但是对于碳纤文来说，除了具有一般大众的强度和模量的标准类型之外，还会按照不同的要求来划分出不同纤文度的产品，因此产能是不同的。而在实际的生产过程里，换产会浪费时间，因此，我们在计算式，碳纤文的实际产能会低于宣布产能。随着我国经济的快速发展，国内的碳纤文需求慢慢提高，加强创新才能满足对碳纤文的需求。因此，我们可以从以下几个方面来提高碳纤文的产业化，例如：研制高纯度的原丝、提高PAN原丝的质量、扩大生产线规模等[4]。
1.2 环氧树脂的发展研究
1.2.1 环氧树脂生产的国内现状
根据最新统计，我国2005年全球环氧树脂产量为44万吨、进口量为25万吨、出口量为6万吨、消费总量为63万吨，产量继续保持较大增长、进口量在总消费中的比较进一步下降，消费量已趋于稳定合理。我国环氧树脂消费领域与国外基本相同，主要用于涂料、复合材料、电子电器、黏合剂等四大领域。2005年我国涂料领域对环氧树脂的需求量为10万吨，预计之后该领域对环氧树脂的消费量年均增长率为9%。我国环氧树脂需求量的急速增加，引起国际业界高度关注。环氧树脂跨国公司机会全部前来我国投资兴建大型生产厂，国内企业也纷纷新建扩建环氧树脂装置。预计我国环氧树脂的生产能力讲达到130万吨，接近全球的一半，成为世界环氧树脂大国。我国环氧树脂事业目前进入一个新的关键发展期。
1.2.2 几种不同的环氧树脂
(1) 双酚A型环氧树脂
环氧树脂是指那些分子中至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物。环氧树脂经固化后有许多突出的优异性能，如对各种材料特别是对金属的黏着力很强、有很强的耐化学腐蚀性、力学强度很高、电绝缘性好、耐腐蚀等。此外，环氧树脂可以在相当宽的温度范围内固化，而且固化时体积收缩小。双酚A型环氧树脂是由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。因环氧树脂的制成品具有良好的物理机械性能，耐化学药品性，电气绝缘性能，故广泛应用于涂料、胶粘剂、玻璃钢、层压板、电子浇铸、灌封、包封等领域。
双酚A型环氧树脂的结构对环氧树脂及其固化物性能的影响如下：1)双酚A型环氧树脂的大分子结构具有以下特征 ：大分子的两端是反应能力很强的环氧基；分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构；n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇；主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基。2)双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂功能：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力；醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力；醚键和C-C键使大分子具有柔顺性；苯环赋予聚合物以耐热性和刚性；异丙基也赋与大分子一定的刚性；-C-O-键的键能高，从而提高了耐碱性。
双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点：1）是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求；2)树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型，能溶于多种溶剂；3）固化物有很高的强度和粘接强度；4)固化物有较高的耐腐蚀性和电性能；5)固化物有一定的韧性和耐热性；6)主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差。
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