芳纶Ⅲ的氧气等离子的表面改性

为改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,采用氧气等离子体对芳纶Ⅲ进行表面改性,制备了芳纶环氧复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析、动态接触角(DCA)分析、测定拉伸强度、弯曲强度等测试方法来研究改性处理效果.结果表明:经等离子处理后,纤维表面m(O)/m(C)比提高,纤维表面粗糙度明显增大,与水的润湿角变小,弯曲强度较未处理提高了30%.     

纤维表面处理对芳纶/水泥砂浆复合材料力学性能的影响

为了改善纤维与水泥基材的界面黏结,利用低温等离子技术对芳纶纤维作表面处理,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察处理前后芳纶纤维表面形貌的变化;采用二步法制备短切芳纶纤维增强水泥砂浆试样,利用万能试验机测试低温等离子处理前后试样的弯曲强度的变化。结果表明:低温等离子处理能够有效地改善芳纶纤维的表面形貌;当处理功率为100 W时,芳纶/水泥砂浆复合材料试样的弯曲强度从8.3 MPa提高到了10.5 MPa,提高了26.4%;当处理时间为20 min时,试样的弯曲强度从8.3 MPa增加到9.7 MPa;继续提高处理功率和延长处理时间,试样的弯曲强度反而下降。     

芦苇纤维增强PP/EVA复合材料的性能

采用碱处理改性芦苇纤维为增强体,以聚丙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(PP/EVA)的共混物作为基体,制备了PP/EVA/改性芦苇复合材料。探讨了不同的处理温度、碱浓度和处理时间对PP/EVA/改性芦苇复合材料力学性能和微观形态结构的影响。正交设计试验优化的结果表明,质量分数为10%的NaOH,100℃水浴恒温3h为最优碱处理条件。PP/EVA/改性芦苇复合材料较PP/EVA/未改性芦苇复合材料的抗拉强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了27.45%、26.80%和31.10%,与PP/EVA复合材料的拉伸强度和弯曲强度相比分别提高了154%和159%。POM和DSC的测试结果表明,添加改性芦苇纤维有利于诱发PP/EVA共混基体异相成核。     

聚吡咯层对聚酯/环氧树脂界面粘结性能的影响

采用吡咯化学沉积聚合方法对聚酯(PET)纤维进行表面改性,研究聚合工艺条件对纤维与环氧树脂界面剪切强度的影响.分别用SEM、共聚焦显微镜、DMA及单纤维拔出实验等测试手段对改性前后纤维的表面形貌、粗糙度、聚吡咯(PPy)与基体纤维大分子作用力及复合材料的界面剪切强度(IFSS)进行研究.结果表明:吡咯化学沉积聚合改性是一种有效提高纤维与树脂界面粘结性能的方法.此外,可进一步通过聚合改性工艺条件控制聚吡咯层的形貌及聚吡咯与基体纤维大分子的作用力,从而调控纤维与树脂界面剪切强度,吡咯气相化学沉积后再液相沉积,增强复合材料界面剪切强度比原纤维的提高了127.98%.     

芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响

利用磷酸、硅烷偶联剂、硝化/还原改性剂等对芳纶纤维进行改性,再以改性后的芳纶纤维配抄芳纶纸,探讨芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响.结果表明,上述3种改性方法均可以改善芳纶纤维与芳纶浆粕界面的结合,从而提高芳纶纸的强度.     

利用小角X射线散射技术研究改性处理对苎麻/热固性聚乳酸复合材料界面特性和分形特征的影响

以苎麻为增强体,以热固性聚乳酸(Polylactic acid,PLA)为基体,采用模压成型工艺制成了苎麻/PLA复合材料,并对复合材料进行碱、碱-偶联剂改性处理;应用小角X射线散射(SAXS)方法研究不同改性处理对苎麻/PLA复合材料界面特性与分形特征的影响,并对改性前后的复合材料弯曲性能进行了测试,宏观反映了改性处理对复合材料界面特性和分形特征等微观结构的影响.结果表明:散射曲线不遵守Porod定理,形成负偏离,说明苎麻与PLA间存在界面层,界面层厚度在22.70~26.42 nm范围内;碱、碱-偶联剂处理后,界面层厚度减小,苎麻与PLA结合的更紧密;苎麻/PLA复合材料具有表面分形特征,碱、碱-偶联剂处理后,表面分形维数提高,复合材料精细结构增多,表面变得更加粗糙,起到了良好的应力传递作用,使得复合材料的弯曲强度有所提高.     

2D编织混杂复合材料圆管压缩和弯曲性能研究

通过玻璃/芳纶混杂纤维复合材料圆管的轴向静态压缩和三点弯曲实验,分析了复合材料圆管的压缩及弯曲性能,探讨了编织角和纤维混杂比对复合材料圆管压缩及弯曲性能的影响,并对其破坏形式进行了分析.结果表明:当编织角分别为30毅、45毅和60毅时,玻璃/芳纶混杂比为1颐1时圆管的压缩强度最低,圆管2G/2K-60的压缩强度最低为58.4 MPa,比纯玻璃纤维圆管G-60降低了约31.7%;另外,在相同编织角下,玻璃/芳纶混杂比为1颐3时圆管的弯曲强度最高,复合材料圆管G/3K-30具有最好的弯曲性能;当玻璃/芳纶混杂比分别为3颐1、1颐1和1颐3时,编织角越小,圆管的压缩强度和弯曲强度越大.可见,复合材料圆管的压缩和弯曲破坏机理与纤维混杂比及编织工艺参数有关.     

固化剂用量对SF/UF共混复合材料力学性能的影响

剑麻纤维(SF)经碱处理后与自制的低毒改性脲醛树脂(UF)、固化剂等原料进行捏合、模压成型,制成SF/UF共混复合材料,研究了不同固化剂用量对复合材料力学性能的影响:并用DSC对树脂进行了固化分析,采用扫描电镜(SEM)对材料的微观形貌进行了观察.结果表明,固化剂用量对复合材料的力学性能有较大影响:用量为1.0%时,复合材料的冲击强度达到12.39 kJ/m2,磨损体积仅为1.47×10 mm3,弯曲强度达到了55.24 MPa.     

芳纶纤维表面改性技术研究现状与进展

芳纶纤维性能优异,但是其应用于复合材料必须进行表面改性。论述了芳纶纤维的改性方法,包括物理改性、化学改性及其他改性方法,并预测芳纶纤维表面改性的发展方向。     

竹纤维碱化改性对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

用不同浓度的NaOH 溶液对竹纤维(bamboo fiber, BF) 进行表面改性处理, 一定温度烘干后, 通过熔融挤出 制备了竹纤维/聚丙烯(BF/PP) 竹塑复合材料。采用示差同步扫描热分析仪(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、X 射线衍 射仪(XRD) 和扫描电镜(SEM) 等对预处理前后BF 的结构进行表征, 并研究了复合材料的力学性能。结果表明: 改 性后BF 的热稳定性升高, 形成疏松的纤维束; 复合材料的力学性能显著提高。其中用3% 的NaOH 溶液改性BF 制 备的复合材料的力学性能最佳, 冲击强度较纯PP 可提高100%, 屈服强度提高14.8%。复合材料冲击断面SEM 显 示, 一定浓度的NaOH 溶液改性可以明显提高BF 与PP 基体树脂间的相容性。     

连续表面处理超高分子量聚乙烯纤维的研究

用不同方法对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维进行连续表面处理,研究了不同处理液和处理工艺对UHMWPE纤维增强复合材料界面粘结强度的影响.用扫描电子显微镜、偏光显微镜等方法,分析了处理前后纤维表面性能、表面形貌的变化.研究结果表明,经过表面处理后,纤维在保持原纤维力学性能的同时,与树脂的粘结性得到很大的提高.     

改性芳纶纤维/水泥砂浆复合材料的力学性能

采用化学法、等离子体法、紫外线法处理芳纶纤维,考察改性纤维对水泥砂浆力学性能的影响.实验结果表明,化学法改性的芳纶纤维在芳纶纤维/水泥砂浆复合材料中能够形成良好的界面结合,使其力学性能得到显著改善.利用扫描电镜对试样进行了微观分析,初步探讨了改性芳纶纤维在水泥砂浆中的作用机理.     

PET纤维/环氧复合材料界面性能改性研究

PET纤维表面呈惰性、不易与树脂浸润,有必要对PET纤维表面进行处理,提高PET纤维的的表面活性,进而提高PET纤维/环氧复合材料界面性能。采用冷等离子体技术对PET纤维进行表面处理,利用ES-CA和SEM分析了冷等离子体处理前后PET纤维表面的元素组成和层间剪切断口形貌的变化;研究了冷等离子处理前后浸润性、PET纤维/环氧复合材料界面性能的变化。结果表明:经冷等离子体处理PET纤维表面含氧和氮的极性基团增加、浸润性改善显著,进而使涤纶纤维/环氧复合材料界面剪切强度提高。     

液晶改性芳纶增强环氧树脂的相容性与力学性能

针对环氧树脂复合材料存在的应力开裂以及与基体界面相容性差等问题,采用液晶和离子单体对芳纶纤维进行改性,再与环氧树脂及固化剂按一定比例混合,制得液晶改性芳纶增强环氧树脂复合材料.正交试验结果表明,常温下固化20min,芳纶、环氧树脂与固化剂的质量比为0.07∶35∶11,复合材料的弯曲应力为445.6MPa,应变为0.975%,比水解芳纶增强环氧树脂复合材料、芳纶增强环氧树脂复合材料的弯曲应力分别提高了29%和33%.扫描电镜研究表明,复合材料中分散相在基体中的分散性较好,有良好的界面相容性,断面处的断裂方式由脆性断裂变为韧性断裂.红外光谱研究表明,加入液晶改性芳纶的复合材料出现了磺酸基团和氮氮双键的特征吸收峰.     

酸性KMnO_4条件下芳纶纤维的表面改性研究

利用KMnO4在酸性的环境中具有氧化性的特性对芳纶纤维进行表面改性研究,分析其表面形貌、强力以及拉伸性能的变化;采用扫描电子显微镜观察处理前后芳纶纤维的表面形态特征;以夹角余弦幅度法确定权重;利用模糊正交法的理论与方法处理试验数据,得出模糊综合评价值.从而得出最佳实验指标为:硫酸质量分数10%,KMnO4质量浓度5 g/L,处理温度为30℃,处理时间35 min.     

芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸力学性能的影响

利用氯磺酸、醋酸酐对芳纶短切纤维进行了改性处理,再用处理后的纤维配抄芳纶纸,探讨了处理工艺对芳纶纸力学性能的影响.结果表明,当氯磺酸浓度为2%,处理时间为10min,处理温度为50℃时,芳纶纸的力学性能较好.用100%的醋酸酐对芳纶纤维进行处理然后配抄成纸,所得纸张的抗张指数和撕裂指数分别提高了63.8%和21.4%.另外,芳纶纤维经过醋酸酐浸泡1min后再用甲醇处理3min,芳纶纸的抗张指数和撕裂指数分别提高了84.7%和38.4%.     

多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺二次功能化表面改性超高分子量聚乙烯纤维

为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度,采用多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺(PEI)二次功能化对UHMWPE纤维进行表面改性,并通过FTIR、XPS、SEM和单丝拔出实验等方法分析改性前后UHMWPE纤维的表面特征及UHMWPE/环氧树脂复合材料的界面剪切破坏情况.结果表明:经过多巴胺涂覆和PEI二次功能化后的纤维表面产生羟基和氨基等活性官能团;改性后的纤维表面粗糙度增加;改性前后纤维力学性能基本不变;改性后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度有所增加,当PEI质量浓度为5 mg/m L时,PEI二次功能化后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度为1.185 MPa,与未改性UHMWPE纤维复合材料相比,提高了65.27%.     

最大界面剪切应力的估算与芳纶复合材料界面粘结的表征

研究以估算的最大界面剪切应力，表征芳纶Ｋｅｖｌａｒ４９复合材料的界面粘结。依据Ｇｒｅｓｚｃｚｕｋ模型和单纤维拔出实验数据估算最大界面剪切应力，研究纤维表面处理和基体改性对界面粘结的影响。选用不同活性基团表面的芳纶Ｋｅｖｌａｒ４９和两种耐高温树脂基体组成强粘结界面体系的研究结果表明，实验数据与理论曲线拟合很好。     

芦苇的均相酯化改性及其在PE中的应用

以乙酰氯为酯化剂,在自制的离子液体1-乙烯基-3-羟乙基咪唑氯盐中对芦苇纤维进行均相酯化改性;制备了聚乙烯/芦苇纤维(P/R)和聚乙烯/酯化芦苇纤维(P/ER)两种复合材料;考察了芦苇纤维用量及酯化改性对复合材料力学性能、加工性能及微观形貌的影响。结果表明,芦苇纤维和均相酯化芦苇纤维质量分数均为30%时,两种复合材料的综合性能较优。其中,添加均相酯化改性芦苇纤维的P/ER复合材料不仅较P/R复合材料的冲击强度提高了61.0%,而且均相酯化改性芦苇纤维对PE的抗拉强度、弯曲强度和弹性模量无不良影响。均相酯化改性芦苇纤维能够改善P/ER复合材料的加工流动性能,使其熔体流动速率提高了31.4%。均相酯化改性能够促进芦苇纤维在聚乙烯中的分散,提高其与聚乙烯基体树脂的界面相容性。     

苎麻/UPR复合材料的制备及其弯曲性能

以苎麻为增强材料,以不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin,UPR)为基体,采用热压成型法制备了苎麻/UPR复合材料,并分别研究不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理对复合材料弯曲性能的影响;采用接触角测量仪、光学显微镜分别研究纤维表面的浸润性和复合材料的断裂形貌.结果表明:对苎麻布进行不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理都可以增强复合材料的力学性能,并且当碱处理质量分数为1%时材料的弯曲强度最大,达到了60.839 MPa;同时偶联剂处理和碱处理都使苎麻的接触角变大,即苎麻与树脂间的界面相容性得到了提高.