1、Polymeric Composite MaterialsIntroduction What are polymeric composite materials?What is the principal advantage of composite materials?What limits the applications of the structural composite materials?Which area is polymeric composites mainly used in?高分子复合材料高分子复合材料 polymeric compositev是高分子材料和另外不同组
2、成、不同形状、不同性质的物质复合粘结是高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据应用目的，选强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据应用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料。取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料。v高分子复合材料分为两大类：高分子结构复合材料和高分子功能复合高分子复合材料分为两大类：高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。
3、高分子结构复合材料包括两个组分：材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分：增强剂。增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物，如玻璃纤维、氮化硅晶为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物，如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物。须、硼纤维及以上纤维的织物。基体材料。主要是起粘合作用的胶基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂，这种复合材料的比强度和比模树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂，这种复合材料的比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端
4、技术方面不可缺少的材料。高分子功能量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。高分子功能复合材料也是由树脂类基体材料和具有某种特殊功能的材料构成，如复合材料也是由树脂类基体材料和具有某种特殊功能的材料构成，如某些电导、半导、磁性、发光、压电等性质的材料，与粘合剂复合而某些电导、半导、磁性、发光、压电等性质的材料，与粘合剂复合而成，使之具有新的功能。如冰箱的磁性密封条即是这类复合材料。成，使之具有新的功能。如冰箱的磁性密封条即是这类复合材料。EPP即聚丙烯发泡材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。其特点1.是极好的
5、吸能性2.耐化学性良好3.耐热性能良好 4.无毒，适合尖端产品包装 5.环保，易于回收再利用，符合出口要求New Words and Expressionsconstituent成分 knstitjunt ferroconcrete钢筋混凝土 ferukkri:t dominant占优势的 dminnt fibre纤维faib aramidic一种复合材料rmidik energetically积极地 endetkl manufacturing制造业 mnjfktr tailor调整使适应teil reinforcement加固ri:nf:smnt clay matrix 粘土基体therma
6、l热的:ml corrosion resistance耐(腐)蚀性 fatigue resistance耐抗疲劳性 comprehension理解 kmprihenn optimization最优化 ptimaizein automotive汽车行业:tmutiv naval transportation海军运输 civil engineering土木工程 component成分 kmpunnt innovative新发明的,新引进的;inuveitiv Principal advantage of composite materials resides in the possibility
7、of combining physical properties of the constituents to obtain new structural or functional properties.复合材料的主要优点在于它能够把组分的物理性质结合起来，从而获得新的结构特性或者功能特性。Composite materials appeared very early in human technology,the“structural”properties of straw were combined with a clay matrix to produce the first cons
8、truction materials and,more recently,steel reinforcement opened the way to the ferroconcrete that is the last century dominant material in civil engineering.复合材料在人类技术史上出现得很早，复合材料在人类技术史上出现得很早，人们把秸秆的结构特性与粘土基质结合人们把秸秆的结构特性与粘土基质结合起来，形成了第一种建筑材料。而且在起来，形成了第一种建筑材料。而且在不远的时间里，钢筋加固使得钢筋混凝不远的时间里，钢筋加固使得钢筋混凝土得以产生，这
9、种材料在上世界土木工土得以产生，这种材料在上世界土木工程中占主导地位。程中占主导地位。As a matter of fact,the modern development of polymeric materials and high modulus fibres (carbon,aramidic)introduced a new generation of composites.The most relevant benefit has been the possibility of energetically convenient manufacturing associated with
10、 the low weight features.事实上，现代聚合材料和高模量纤维的发展促进了新一代复合材料的产生。这种材料最大的优点是由于重量轻而可以大量地方便地生产。Due to the possibility of designing properties,composite materials have been widely used,in the recent past,when stiffness/weight,strength/weight,ability to tailor structural performances and thermal expansion,corro
11、sion resistance and fatigue resistance are required.由于人们可以自由设计出复合材料的特性，以满足材料轻质高硬、轻质高强的需要，实现预定所需的结构性能能力和热膨胀性、抗腐蚀性、耐疲劳性。因此在不久前，复合材料被广泛应用。Polymeric composites were mainly developed for aerospace applications where the reduction of the weight was the principal objective,irrespective of the cost.The scie
12、ntific efforts in this field were therefore focused to the comprehension and optimization of the structural performances of these materials.复合材料主要应用于航空航天领域。在这些领域中，减轻重量是主要的目标，成本问题是次要的。并且这些领域的科研工作主要是对这些材料结构性能的研究和优化。Structural composite materials have also been used in other fields such as automotive,n
13、aval transportation and civil engineering but the high cost still limits their application.结构复合材料也已经被应用于其它领域，比如，汽车工业、海上运输和土木工程。但是高成本限制了复合材料的应用。A continuous task has been making composite components economically attractive.the effort to produce economic attractive composite components has resulted in
14、 several innovative manufacturing techniques currently being used in the composite industry.长期持续的复合材料研究正在使复合材料组分的成本降低。制造成本低廉的复合材料的努力，促使形成了几种复合材料工业中新型的，正在被使用的制造技术。Part one is over Thank you for your attentionbackState of the ArtNew Wordsnpolymeric composites plmrk kmpzt 高分子复合材料nThermoplastic mplstk 热
15、塑性nBiodegradable baodredbl 生物可降解的nResin rzn 树脂nTextile tkstal 纺织品，织物，纺织业nManufacturing mnjfktr Paragraph onen Nowadays,technology is devoted to the development of new materials able to satisfy specific requirements in terms of both structural and functional performances.The need of exploring new mar
16、kets in field of polymeric composites has recently driven the research in Europe towards the development of new products and technologies.In particular,activities on thermoplastic based on composites and on composites based on natural occurring materials(environmentally friendly,biodegradable system
17、s)have been of relevant interest in many European countries.第一段翻译n现今，技术致力于发展新的材料以满足结构与性能两方面的需求。探索在高分子复合材料领域的新市场需要，促使最近在欧洲推动对新产品和技术开发的研究。尤其是，活动关于对热塑性复合材料和复合材料的基础上自然形成的材料(环境友好型，可生物降解的系统)引起许多欧洲国家的有关兴趣。Paragraph twonSince the beginning of the 1990s,U.S.and Japan have recognized the need of expanding com
18、posite applications.In the field of materials,Japan put more emphasis than U.S.on thermoplastic and high temperature resins.Moreover,due to the large extent of the textile industry in Japan,textile performing is significantly more advanced than in U.S,and this could lead to the development of cost-e
19、fficient automated computercontrolled looms for complex textile shapes.nIn contrast to the U.S approach of developing computational models to better understand manufacturing processes,Japanese manufacturing science appears to reside in experienced workers who develop understanding of the process ove
20、r long period of time.However,Japanese process and product development methods are based on concurrent engineering methodology,which is based on the integration of product and process design.第二段翻译n自20世纪90年代，美国和日本开始认识到复合材料应用需要的扩大。在材料领域，日本比美国更加重视热塑性树脂和高温树脂。此外，由于日本有很大范围的纺织工业，且纺织工艺比美国的要先进的多，这导致了成本合理高效的自
21、动化电脑控制的复杂形状的织机纺织的研发。相对于美国，发展计算模式的方法，会更好地了解生产过程，日本制造科技是属于那些在对于发展有长期了解的用经验的工人。然而，然而，日本的工艺和产品开发方法是基于并行工程的方法，这是建立在产品和工艺集成化设计的基础上。热塑性树脂热塑性树脂n热塑性树脂：是具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。n热塑性树脂有：PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶等。n热塑性树脂的
22、优点是加工成型简便，具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差PE-聚乙烯聚乙烯POM-聚甲醛聚甲醛 Thank you for listeningbackBiomedical is another important field where composites are applied.Materials,able to simulate the complex structural properties of the natural tissues,which are composite in nature,have been developed but there are still fe
23、w applications.State of the art Part twonTranslation:生物化学是复合材料另一个重要的应用领域。材料,能够模拟复杂的结构性质的组织,它是自然复合在大自然中,虽然已经开发出来,但只有很少的应用。Some biomedical composite materials newsn生物可降解的药物复合高分子支架材料的制备方法，涉及生物工程技术领域。其特征是将高分子聚乳酸、聚己内酯和抗再狭窄药物溶于溶剂中；将制备的溶液倒入容器中，成膜，制成细丝；将细丝在由L乳酸和乙交酯共聚物、溶剂及抗再狭窄药物制备的混合溶液中浸蘸晾干，或冷冻干燥；然后在抗凝血溶液中浸泡
24、，晾干；将细丝缠绕于模具上，热固成型，即为高分子支架材料。所述溶剂为氯仿、1，4二氧六环及二甲基亚砜。所述抗再狭窄药物为紫杉醇、紫杉特尔、芳维甲酸乙酯、普罗布考、地塞米松、西罗莫司。所述抗凝血溶液由羧基化硫酸酯化壳聚糖水溶液或肝素钠水溶液与丙酮混溶配制。本发明制备的支架材料生物相容性好，可有效防止血管再狭窄和凝血栓塞出现。This is due to the delay in the technology transfer from different areas(composite industry and biomedical)and to the lack of cross-discip
25、linary(交叉学科)strategies（战略）.In this field,U.S.maintain a leadership role but major centres exist in EU and Japan.nTranslation:这是因为在技术转让的延迟(包括不同区域的工业和生物的复合材料）和交叉策略的缺乏。在这方面,美国保持领先地位,但主要集中存在于欧盟和日本。nJapan recognized the necessity of establishing a“National Institute for Advanced Interdisciplinary Researc
26、h”which is devoted to research on subjects combining elements from various fields that cannot be adequately（足够地，适当地）treated within the bounds of traditional divisions of science.nTranslation:日本认为非常有必要性去建立一个“国家高级跨学科研究”,它致力于研究各个领域对象的结合包括没有的传统区分界限的科学。Among other topics,soft and hard tissue engineering
27、are considered of relevant interests.Tissue engineering activities are growing,as well and strong R&D programmes are present in EU and Japan,even though U.S.have a leadership role in the field.nTranslation:在其他主题、软硬组织工程相关利益的考虑下。组织工程学的活动,以及日益强大的研发项目,在欧洲和日本,即使在美国也有领导地位。Part overThanks for your listenin
28、g backPART 3TRENDSvintegration,intigrein n.整合整合,集成集成vmanufacturing,mnjufktri n.制造业制造业 adj.制造业的制造业的vassurance urns n.保证保证,确信确信,保险保险vprincipal prinsp()l,-sip-adj.主要的主要的 n.负责人负责人,校长校长,资本资本 principle prinspl n.原则原则,原理原理,主义主义,信念信念 actuators ktjueitn.操作者；驱使者；操作者；驱使者；致动器致动器 tailor teil n.裁缝师裁缝师,成衣匠成衣匠 v.缝制
29、缝制,使使.适应适应 New wordsmagneto-elastic mgni:tu ilstik adj.磁质弹性的磁质弹性的 elasto-dynamic ilstu dainmik n.弹性动力学弹性动力学 enhance inh:ns v.提高提高,加强加强,增加增加vcurrent krnt n.(水、气、电水、气、电)流流,趋趋 adj.流通的流通的,现在的现在的,最近的最近的vemphasis emfsis n.强调强调,重点重点 gradient greidint n.倾斜度倾斜度,坡度坡度,升降率升降率 adj.倾斜的倾斜的,步行的步行的,步行态步行态的的Para.1,Se
30、ntence 1 The main trends in the structural composite field are related to the reduction of the cost/which cannot only be related to the improvement in the manufacturing technology,but ,mnjufktri adj.制造业的制造业的needs an integration between ,intigrein n.整合整合,集成集成design,material,process,tooling,quality as
31、surance,manufacturing.urns n.保证保证 复合结构材料领域主要发展趋势是制复合结构材料领域主要发展趋势是制造成本的降低造成本的降低,而这不仅仅要求制造技术而这不仅仅要求制造技术上的进步上的进步,而且需要一个集设计、材料、而且需要一个集设计、材料、工艺、工装于一体并能保证质量和生产的工艺、工装于一体并能保证质量和生产的成熟体系。成熟体系。The main trends are related to the reduction of the cost cannot only be related to the improvement in the manufacturin
32、g technology but needs an integration between design,material,process,tooling,quality assurance,manufacturing.Sentence 2vMoreover,the high-tech industry,such as telecommunication,where specific functional properties are the principal requirements,prinsp()l adj.主要的 will take advantages by（利用的优势）the c
33、omposite approach in the next future.另外另外,高新技术产业高新技术产业,如电信等这种主要如电信等这种主要需求是特定的功能性质材料的行业需求是特定的功能性质材料的行业,在在未来将会充分领略到复合方法的优势。未来将会充分领略到复合方法的优势。Sentence 3:The control of the filler size,shape and surface chemical nature has a fundamental role in the development of materials that can be utilized to develop
34、 devices,sensors and actuators 致动器 ktjueit based on the tailoring of functional properties tailor teil 使.适应such as optical,chemical and physical,magneto-elastic etc.拉丁语et cetera mgni:tu ilstik （磁质弹性的）填料大小的控制、形状和表面化学性质是材料填料大小的控制、形状和表面化学性质是材料发展的基本要素发展的基本要素,即可以通过材料的各种功能性即可以通过材料的各种功能性质如光学性、化学和物理、磁弹性等的基础
35、上质如光学性、化学和物理、磁弹性等的基础上开发新元件、传感器和执行器。开发新元件、传感器和执行器。Sentence 4vFinally,a future technological challenge will be the development of a new class of smart composite materials whose elasto-dynamic ilstu dainmik n.弹性动力学response can be adapted in real time in order to significantly enhance the performance of
36、 inh:ns v.提高structural and mechanical systems under a diverse range of（不同种类的）operating conditions.最后最后,未来科技发展的其中一个挑战将是，一类未来科技发展的其中一个挑战将是，一类新型的智能复合材料的弹性动力学反应是否能新型的智能复合材料的弹性动力学反应是否能及时地应用于不同种类的操作条件下，以显著及时地应用于不同种类的操作条件下，以显著提高结构和机械系统的绩效。提高结构和机械系统的绩效。Para.2 vOver the long period term,U.S.and Japen believe
37、 that advances in the materials area would prompt new breakthroughs prmpt 推动in the area of composites.长期看来长期看来,美国和日本相信材料的前沿发展美国和日本相信材料的前沿发展将会促使复合材料领域产生新的突破。将会促使复合材料领域产生新的突破。Last sentencevIn fact,the current emphasis is on krnt最近的emfsis 重点“fourth-generation”materials,i.e.those that are designed by co
38、ntrolling the behavior of atoms and electrons,and which provide carefully tailored functional gradients.greidint 坡度事实上事实上,目前的重点是目前的重点是“第四代第四代”材料材料,即即设计的控制行为的原子和电子设计的控制行为的原子和电子,并提供精并提供精心剪裁功能梯度。心剪裁功能梯度。vintegration,intigrein n.整合整合,集成集成vmanufacturing,mnjufktri n.制造业制造业 adj.制造业的制造业的vassurance urns n.保证
39、保证,确信确信,保险保险vprincipal prinsp()l,-sip-adj.主要的主要的 n.负责人负责人,校长校长,资本资本 actuators ktjueitn.操作者；驱使者；致动器操作者；驱使者；致动器 tailor teil n.裁缝师裁缝师,成衣匠成衣匠 v.缝制缝制,使使.适应适应 magneto-elastic mgni:tu ilstik adj.磁质弹性的磁质弹性的 elasto-dynamic ilstu dainmik n.弹性动力学弹性动力学 enhance inh:ns v.提高提高,加强加强,增加增加vcurrent krnt n.(水、气、电水、气、电)
40、流流,趋趋 adj.流通的流通的,现在的现在的,最近的最近的vemphasis emfsis n.强调强调,重点重点 gradients greidint n.倾斜度倾斜度,坡度坡度,升降率升降率 adj.倾斜的倾斜的,步行的步行的,步行态的步行态的Thank you for attention!backExpection and Needs for the Next 10 yearsClass two of Material ChemistryLiu Dongmei vThe composite materials market is expected to expand in areas
41、where costs are today a strong limitation.v复合材料市场有望在成本仍然限制性很强的今天扩展多领域。vThe improvement of the mature manufacturing technologies will benefit from integrated approach where product and process requirements are set up at design level.v成熟加工制造技术的改善将得益于产品和加工过程综合途径的设计水平。vWordsvComposites 复合材料，合成物vBe expec
42、ted to有望；预期，预计vManufacturing technologies 加工制造技术vIntegrated 综合的，完整的 The expected reduction of manufacturing costs of the structural composites will expand applications of such materials to large-scale makets such as civil and goods.结构复合材料的加工制造成本的预期减少将会扩大材料的大规模市场应用，如民生和产品。Reduction 减少，缩小，降低；约减 Large-
43、scale 大规模 Civil 国民的，平民的；国家的，政府的；民事的；有礼貌的，客气的In particular,it is demanding to expand basic and applied research in the fields of materials systems for homes,more durable(持久的持久的,耐用的耐用的)materials to replace aging(老化的)pipelines（管道,管线；传递途径）and transmission（传输）systems,enhanced（加强的）safty systems for lighte
44、r automobiles(汽车)made from composites,as well as research into even more rapid manufacturing processes,improvements in material handling(处理)and storage,and better,more durable and ever more benign（良性的）resins（树脂）.特别的，这些极为重要的需求要求扩展：家庭材料体系的基础和应用研究，用更耐用材料代替老化的管道和传输系统，从复合材料过程制造更轻型汽车加强安全体系，更快速制造加工过程的深入研究，
45、材料处理和存储的改进，以及更加耐用和性能更好的树脂。It refers to the“needs”fore sentence.聚合物/碳纳米材料的前景与展望l汽车部件、包装材料将是层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料率先应用的两大领域。层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的主要特点是高刚性、高强度、高耐热性、高阻隔性、较好的阻燃性、质轻,目前,该材料的制备研究正向所有的聚合物品种扩展。l影响碳纳米材料发展的一个重要因素是纳米填料的产量小，从而造成其成本居高不下，随着纳米填料的产量的逐渐增多，其价格必将大幅度降低，从而降低最终复合材料的生产成本。影响纳米复合材料发展的另一个因素是纳米复合材料的性能还需提高。
46、例如，纯纳米复合材料并不具备足够高的阻燃性能，不能满足电器领域和许多对阻燃性能要求严格的应用要求。进一步提高纳米复合材料的综合性能是纳米复合材料拓宽应用领域的必经之路。l由于其独特的性能，使其在增强聚合物应用中有着广泛的前景，对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。在机械结构材料、光电子功能材料、磁性功能材料、化学和生物材料、医学功能材料、热学功能材料方面具有广泛的应用前景。酚醛树脂凭借其极低的可燃性、发烟性和毒害性，即火、烟、毒酚醛树脂凭借其极低的可燃性、发烟性和毒害性，即火、烟、毒(FST)特性在航空器内饰中得到了广泛使用。弗若斯特沙利文公司认特性在航空器内饰中得到了广泛使用。弗若斯特沙
47、利文公司认为，耐高温的环氧树脂将会在结构部件中得到更多的使用。其他种类为，耐高温的环氧树脂将会在结构部件中得到更多的使用。其他种类的树脂还有苯并口恶嗪的树脂还有苯并口恶嗪(Benzoxazine)和帝斯曼和帝斯曼Turane树脂。帝斯曼树脂。帝斯曼Turane树脂具有室温固化、低应用成本的特点，已被用于两座小型树脂具有室温固化、低应用成本的特点，已被用于两座小型航空器，将来也有可能用于大型航空器的制造中。另外目前双马来酰航空器，将来也有可能用于大型航空器的制造中。另外目前双马来酰亚胺树脂已被用于透明雷达罩。业内普遍采用添加物来改良聚合材料亚胺树脂已被用于透明雷达罩。业内普遍采用添加物来改良聚合
48、材料的性能。常见的添加物包括碳纤维、玻璃纤维和高性能聚合物纤维等。的性能。常见的添加物包括碳纤维、玻璃纤维和高性能聚合物纤维等。碳纤维作为目前最为成熟的添加物，碳纤维作为目前最为成熟的添加物，2007年用作航空器复合材料添年用作航空器复合材料添加物的量已经达到加物的量已经达到7500吨，占全部添加物用量的吨，占全部添加物用量的3/4左右，预计今后左右，预计今后的用量还将继续提高。挑战仍然存在的用量还将继续提高。挑战仍然存在据中国环氧树脂行业协会专据中国环氧树脂行业协会专家介绍，聚合物复合材料市场的发展也面临着挑战。目前热固塑料等家介绍，聚合物复合材料市场的发展也面临着挑战。目前热固塑料等复合材
49、料主要应用在航空器舱内，由于机舱内壁和行李柜等部位，对复合材料主要应用在航空器舱内，由于机舱内壁和行李柜等部位，对于材料性能的要求较低，复合材料就可以胜任。相对来说复合材料很于材料性能的要求较低，复合材料就可以胜任。相对来说复合材料很少用到航空器舱外。少用到航空器舱外。波音波音787、空客、空客A380和和A350等大型客机的采购，将会是聚合物与复等大型客机的采购，将会是聚合物与复合材料市场的主要动力。合材料市场的主要动力。Thanks for your attentionbackKey wordsSkeleton skelitn n.骨架，骨骼，格架骨架，骨骼，格架Anatomy ntmi
50、n.剖析，解剖学剖析，解剖学Synthesis sinisis n.合成合成Actuator ktjueit n.执行器执行器 R&D 研究和开发研究和开发（research and development 的缩写的缩写）Relevant relvnt abj.有关的有关的,切题的切题的dynamic variation 动态变换动态变换 Significant breakthroughs are expected in new composite materials especially in those applications such as electronic,optic and b
