聚合物复合材料讲解(详细版)(12)

在聚合物材料的讨论中我们曾提到如果使高分子高度取向可以达到很高的强度与模量，液晶聚合物就能很容易地发生取向。这方面最成功的例子是芳香尼龙Kevlarâ。其结构式为：

芳环结构赋予了它热稳定性，棒状结构使分子链能够平行排列，达到高度取向。Kevlarâ有三个品级：Kevlar29具有高韧性，拉伸强度为3.4GPa，用于抗拉伸和防穿刺的场合；Kevlar49具有130GPa的高模量，用于制造结构复合材料；Kevlar149具有超高模量180GPa。图4-8是芳香尼龙和其它纤维的应力-应变曲线对比。芳香尼龙的高模量、高强度加上只有1.44的低比重，使它能够在增强纤维中占一席之地。

图4-8 芳香尼龙与其它纤维的比较

除Kevlarâ之外，Nomex也是一种高性能的芳香尼龙。它的强度比Kevlarâ低，但价格也相应便宜。 世界著名游艇Evviva的船体就是采用Nomex和玻璃纤维的复合材料制造的。其重量仅为同级游艇的80%，所以它能以每小时37公里的速度在海上航行。被誉为“艺术家的梦想”。

4.4.4陶瓷纤维

氧化物、碳化物、氮化物都可以制成连续纤维和不连续纤维。绝大多数氧化物纤维是三氧化二铝和二氧化硅。平均性质为；密度：3Mg/m3，直径：12mm，拉伸强度：2GPa，拉伸模量：200GPa，使用温度：1300°C。

碳化物纤维的强度和模量比氧化物高得多，以碳化硅为例：密度：2.5 Mg/m3，直径：10-12mm，拉伸强度：3GPa，拉伸模量：400GPa，使用温度：1200°C。SiC和Si3N4纤维都是不连续的晶须。晶须是真正的单晶，长径比可到10000以上。晶须都具有极高的强度。但其长度最多只有10mm，不能用于连续增强的场合。陶瓷纤维和晶须很少用于聚合物，多用于金属基复合材料。

4.4.5玻璃纤维

用于聚合物的最普通的增强材料是玻璃纤维。人们最熟知的玻璃钢就是玻璃纤维与不饱和聚酯的复合材料。玻璃纤维是使熔融的玻璃从喷丝板中流出并拉伸冷却