铝基复合材料增强体涂层与界面

基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。为改善复合材料增强体与基体合金的浸润性,避免有害界面产物的形成,往往通过增强体表面涂层处理加以解决。本文综述了增强体涂层种类、涂覆方法及其对复合材料的界面和性能的影响。     

界面柔性层对玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

通过橡胶分子链在玻璃纤维表面的接枝,在玻璃纤维毡增强聚丙烯复合体系中引入了界面柔性层,研究了柔性层的种类及厚度对复合体系界面结合及力学性能的影响,结果表明,采用容易与玻璃纤维表面形成化学键等牢固结合与基体树脂有一定相容性的橡胶分子链作为界面柔性层,可以获得高强度,高抗冲的玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料,柔性层的厚度对复合体系的力学性能有很大的影响,超过一定的厚度后,随着柔性层的增厚,玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能呈下降的趋势。     

连续玻璃纤维和玻璃微珠共增强尼龙6复合材料的抗冲击性能

低速冲击是聚合物基复合材料在运输和服役过程中常见损伤方式,常造成复合材料结构损伤、性能降低、承载能力下降,影响使用。针对2D纤维增强聚合物基复合材料在冲击载荷作用下抗分层能力差的问题,本文采用熔融挤出结合热压成型法制备了二元和三元尼龙6(PA6)基复合材料,对比研究了连续玻璃纤维(GF)、玻璃微珠(GB)及两者共增强PA6基复合材料的摆锤冲击性能和落锤低速冲击响应。结果表明：(1) GF和GB能显著提高PA6的抗冲击性能,且GF的增强效果明显高于GB;(2) GB增强PA6基复合材料(GB/PA6)的冲击强度随GB加入量增大而先增大后降低,加入量为25wt%时冲击强度最大;冲击载荷作用下,25wt%GB/PA6的耗能机制除了界面脱粘和钉扎效应之外,还发现GB在PA6基体中的滑移耗能新机制;(3) GF和GB共增强PA6复合材料(GB-GF/PA6)中纤维起主要的增强作用,摆锤冲击实验和落锤冲击实验均证明存在协同增强效应;(4) GF和GB共增强的协同增强效应是由于共增强复合材料在冲击载荷作用下,抗Ⅱ型裂纹扩展能力提高,使复合材料抗分层能力得到强化;从而证明在基体中引入适量球形GB是提高...     

聚多巴胺改性碳纤维增强尼龙6复合材料的界面性能

在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性,制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性和化学结构,研究聚多巴胺(PDA)沉积时间对复合材料界面力学性能的影响。结果表明：经过改性处理的碳纤维表面被一层均匀的PDA薄膜覆盖,显著提高碳纤维的表面活性、表面粗糙度和化学键能,也极大地提高碳纤维与尼龙6树脂基体之间的界面相容性。PDA沉积16 h的复合材料其界面结合强度最高,层间剪切强度达到31.7 MPa比改性前提高72.3%,弯曲强度达到308.2 MPa比改性前提高56.9%。     

玻璃纤维增强PET工程塑料性能及界面研究

用红外光谱分析，扫描电镜，粘弹谱仪，差示扫描量热法及力学性能测试方法，考察了玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的界面情况及力学性能等，并分析了玻璃纤维表面处理剂对ＰＥＴ树脂及其界面粘结性的影响，结果表明，经偶联剂表面处理的玻璃纤维对ＰＥＴ树脂有明显的增强效应能显著提高ＰＥＴ工程塑料的力学性能及界面粘结强度。     

电子束辐射对玻纤/尼龙6复合材料性能的影响

利用电子束对30wt%玻璃纤维(GF)/尼龙6(PA6)复合材料进行辐射交联改性,研究了敏化剂的用量、辐射剂量等对GF/PA6复合材料的结构、力学性能、吸水性能以及热稳定性的影响,并通过SEM对复合材料的交联结构及燃烧后形成的炭层进行了观察。结果表明:当三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)含量为1wt%、辐照剂量为50kGy时,GF/PA6的拉伸强度、弯曲强度、常温及低温冲击强度分别提高了15.7%、43.2%、18.7%和17.3%;随着辐照剂量的增加,GF/PA6复合材料的交联密度不断增大;GF/PA6复合材料燃烧后会形成致密炭层,可以有效地减缓乃至消除尼龙6燃烧时形成的熔滴。     

Kevlar纤维增强尼龙6复合材料的界面结晶效应

采用阴离子接枝法对Kevlar纤维（KF）进行改性.利用偏光显微镜研究了未改性Kevlar纤维（KF0）和改性Kevlar纤维（KF1）增强尼龙6复合材料的结晶情况,界面横晶的形成机理及影响因素.结果表明,在尼龙6/ KF复合体系中,KF0和KF1的加入都能诱发其表面的基体PA6形成横晶,在低温下纤维的诱发横晶能力小,形成的横晶不致密、不完整;在高结晶温度Tc下形成的横晶完整而致密,纤维的诱发横晶能力大;KF1与基体有较强的结合力,故其诱发横晶能力较KF0强。     

玻璃纤维增强HDPE的性能及界面研究

通过扫描电镜观察、红外光谱分析及材料力学性能试验等方法考察了不同界面粘结形式下玻璃纤维增强HDPE的力学性能及其与界面粘结性的关系。结果表明,复合过程中加入的界面反应性试剂及其与HDPE接枝而形成的接枝物可与玻纤表面及其硅烷发生化学作用或交(?),从而显著提高复合材料的界面粘结强度及其力学性能。     

尼龙6织布纤维/聚己内酯界面增强复合材料的结构与性能

聚合物与纤维的界面结合作用对提高复合材料的性能具有重要的作用,文中通过偏光显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了尼龙6织布纤维诱导聚己内酯(PCL)的界面结晶行为与性能。结果表明,尼龙6织布纤维对聚己内酯有很强的异相成核能力,促使聚己内酯的片晶垂直于尼龙6纤维轴生长并形成横晶结构,横晶的生长速率随着结晶温度的降低而升高。通过Lauritzen-Hoffman理论方程研究了异相成核诱导聚己内酯横晶动态生长过程和生成横晶的成核参数Kg。界面相互作用增强了纤维与聚己内酯复合材料的粘附性,显著提高了复合材料的拉伸性能。     

表面处理对碳纤维增强聚乳酸材料界面性能的影响

制备了碳纤维增强聚乳酸（C／PLA）骨折内固定材料，对碳纤维进行了浓硝酸表面处理。测量了C／PLA复合材料的力学性能，并通过XPS分析了表面处理前后碳纤维表面官能团的变化。结果表明，在复合材料界面区发生了某种酯化反应，这是其界面粘结性能得到改善的根本原因。     

PA-6/云母复合材料与PA-6/改性云母复合材料性能研究

采用熔融共混法制备出了尼龙-6/云母复合材料,研究了表面改性前后云母对复合材料物理机械性能的影响。结果表明:加入量较小时,云母表面改性与否对复合材料的力学性能和热稳定性基本没有影响;加入量较大时,表面改性云母使复合材料具有更好的力学性能和热稳定性。     

原位聚合法制备连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料的改性和性能

尼龙6(PA6)树脂具有优异的性能,其连续纤维复合材料在汽车、航空航天领域具有广泛应用。但是PA6树脂熔融后黏度较高,不易对连续纤维充分浸渍,并且连续纤维与PA6的复合材料界面黏附性较差,限制了其复合材料的性能和应用。针对这些问题,文中对连续玻璃纤维增强尼龙6(CGF/PA6)复合材料开展了研究。首先,采用阴离子开环聚合制备PA6,确定了其最佳制备工艺;其次,用硅烷偶联剂KH550(AP)对连续玻璃纤维（CGF）进行改性,并对其进行了红外光谱表征;最后,通过原位聚合法制备了CGF/PA6复合材料,研究了AP改性对CGF/PA6复合材料力学性能的影响,并对CGF/PA6复合材料的拉伸断口进行了扫描电镜分析。结果表明,AP被键合到了CGF表面,AP改性可以增强CGF/PA6复合材料的界面黏附性,从而使CGF/PA6复合材料的拉伸强度得到改善,当AP用量为2%时,CGF/PA6复合材料的拉伸强度高达88.52 MPa,此时,复合材料的断裂伸长率最低,为4.90%。CGF/PA6复合材料的冲击强度变化不大,均在50 k J/m2左右,说明复合材料的韧性受CGF表面改性影响较小。     

纤维增强聚合物基复合材料的界面性能

针对纤维增强聚合物基复合材料的界面性能，系统阐述了其界面层的结构和作用机理，详细介绍了界面结晶效应对力学性能的影响及界面性能的表征方法，最后论述了几种有效的纤维表面改性方法及改性效果。     

偶联剂处理对玻璃纤维/尼龙复合材料力学性能的影响

采用KH-550 和KH-570 两种不同的偶联剂处理玻璃纤维, 得到的玻璃纤维增强铸型(MC) 尼龙复合材料( GFRMCN) 的力学性能差别很大。经过KH-570 处理GFRMCN 力学性能降低, 而经过KH₂550 处理能有效提高其力学性能; KH₂550 质量分数与处理的玻璃纤维质量分数之间符合定量关系式, 含量为0. 2 %时, GFRMCN的弯曲强度提高了35 % , 弯曲模量提高了72 % , 拉伸强度提高了46 % , 弹性模量提高了88 % , 冲击强度提高了41 %。KH-550 偶联剂在玻璃纤维与尼龙基体之间形成良好界面结合, 达到增强效果; 而未经处理的玻璃纤维断裂时从基体中拔出, 玻纤与尼龙界面相当于缺陷, 使MC 尼龙性能下降。      

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究

选用无碱玻璃纤维 ,采用特殊方法使长纤维与基体聚丙烯树脂有序复合 ,制备了一系列不同纤维长度、含量以及采用不同表面处理的玻纤 /PP复合材料 ,并测定了材料的力学性能 ,通过SEM观察了复合体系的界面 ,从微观上验证了材料力学性能的变化规律。实验表明 ,所采用的复合材料制备方法可使纤维的排布更加有序 ,并可改进材料的力学性能。     

玻纤增强尼龙6的断裂研究

通过对不同玻纤含量的玻纤增强尼龙复合材料(GFPA)的性能及断口形貌的研究,得出GFPA的宏观力学性能的变化可由断面形貌特征来定量表征。拉伸强度随拉伸断口断面平坦区面积与断面总面积之比AP/A0的变小而提高,Izod缺口冲击强度随GFPA的断面粗糙度参数RS的提高而线性提高。断面形貌的变化与玻纤在基体树脂中的应力集中作用及对裂纹扩展的阻碍作用有关。     

玻璃纤维增强PP性能,界面及基体晶态研究

本文通过扫描电镜，红外光谱，偏光显微，ＤＳＣ分析和材料力学性能试验等方法考察了ＰＰ／玻纤的界面粘结性与其材料性能及其体结晶的关系。结果表明：在材料复合过程中加入的界面反应性试剂及其与ＰＰ接枝而形成的接枝物可与玻纤表面及其硅发生化学作用，促使纤表面树脂包覆层的形，而显著提高复合材料的界面粘结强度及其力学性能；复合材料试样成型过程中，因树脂冷却收复合材料的界面粘结强度及其力学性能；复合材料试样成型过程     

RTM成型玻璃纤维增强阴离子聚合尼龙6复合材料及其性能

针对己内酰胺阴离子聚合反应特性,通过自行设计的适合该反应体系的树脂注射成型机和搭建的热塑性树脂传递模塑(T-RTM)成型实验平台,在恒压注射条件下,成功地制备了玻璃纤维(GF)体积分数高达48vol％的GF增强阴离子聚合尼龙6(APA-6)复合材料.研究了不同进料方式和压力、模具温度和纤维含量等工艺条件对GF/APA-...     

过氧化物的引发作用对玻璃纤维增强聚丙烯界面结合的影响

采用过氧化物溶液涂覆玻璃纤维,将处理过的玻璃纤维丙烯复合,采用单丝临界长度法测定了复合体系的界面剪切强度,研究了过氧化物的引发作用对玻璃纤维／聚丙烯复合体系界面结合的影响,探索了复合工艺条件对体系界面结合的影响,并考察了所形成界面的耐水性能,结果表明,涂覆于玻纤表面的过氧化物在复合过程中能引发聚丙烯与玻璃纤维表面含双键的偶联剂反应,在纤维与基体之间形成较界面结合,过氧化物的这种引发作用对界面的耐水