木塑复合材料界面化学改性研究进展

木塑复合材料是一种用途广泛的新型材料。介绍了国内外木塑复合材料界面化学改性研究进展,包括加入相容剂、加入偶联剂、接枝共聚改性等,并且提出了木塑复合材料界面改性今后的研究方向,为木塑复合材料的后续研究和应用提供了一定的理论基础。     

超高分子量聚乙烯纤维表面改性及其界面性能研究进展

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因具有高化学稳定性,高机械性能和低成本等优点而成为理想增强材料之一。然而,规整的非极性分子链结构致使UHMWPE纤维结晶度高、与树脂基体之间几乎无化学键合,本文因而与树脂的粘合性差。为此已经进行了许多纤维表面处理的工作,如紫外辐射、等离子体处理、聚合物涂层等。主要从湿法化学改性和干法化学改性这两方面入手,总结归纳了目前超高分子量聚乙烯纤维的界面改性研究现状,从物理和化学两个方面揭示界面增强机理以及界面性能与复合材料力学性能的关系,为超高分子量聚乙烯纤维的界面结构设计和改性提供科学理论依据和技术指导。     

PBO纤维表面改性研究进展

综述了目前PBO纤维的表面改性方法,主要包括等离子体处理、表面化学处理、辐射处理、偶联剂处理以及共聚改性的研究进展。分析了各种改性方法的原理并指出各种改性方法的优势及存在的问题。展望了PBO纤维增强复合材料的应用前景,指出今后纤维表面改性仍是PBO纤维增强树脂复合材料的研究重点。     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面改性研究现状

针对SiC纤维增强Ti基复合材料的界面反应问题,综述了国内外涂层法界面改性的研究现状,主要包括各种单涂层法、双涂层或复合涂层法及其对复合材料界面和力学性能的影响,指出了其存在的问题或不足,并预测了今后的发展趋势。     

界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展

综述了国内外界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展,包括界面改性增强的作用机理、木纤维的表面改性、塑料的表面改性和添加界面相容剂等,并展望了塑木复合材料界面改性研究的未来趋势。     

界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展

综述了国内外界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展,包括界面改性增强的作用机理、木纤维的表面改性、塑料的表面改性和添加界面相容剂等,并展望了塑木复合材料界面改性研究的未来趋势。     

碳纤维表面改性及其对碳纤维/树脂界面影响的研究进展

碳纤维具有优异的性能,常用于树脂基体的增强。然而,碳纤维表面具有疏水性和化学惰性,导致其与树脂基体间的界面粘结性较差,因此,有必要对碳纤维进行表面改性。综述了近几年国内外碳纤维表面改性方法的研究进展,以及这些改性方法对碳纤维与树脂基体界面性能的影响,并将这些表面改性方法分为湿化学法改性、干法改性、纳米材料改性三大类,具体的改性方法包括上浆剂改性、等离子体改性、纳米粒子改性等,并对纳米材料改性作了较详细的介绍,希望能为碳纤维表面改性提供一些帮助。     

木塑复合材料界面改性方法研究进展

自1983年美国生产了第1批木塑复合材料(WPCs)以来,作为一种最具潜力的复合材料,木塑复合材料在建筑和结构应用方面都引起了人们极大的兴趣,其应用不仅可以减小环境污染,而且还可以缓解石油危机。热塑性树脂和植物纤维之间相容性的差异直接影响了木塑复合材料综合性能的提高。文中概述了木塑复合材料界面处理方法的最新研究进展,并对其超/亚临界流体处理方法的优缺点进行了分析和探讨。     

UHMW—PE纤维增强氧基复合材料界面研究

超高分子量聚乙烯纤维经过低温氧等离子体处理后，与环氧树脂基体的界面粘结性能明显改善。本文通过单纤维拔出实验，ＸＰＳ，ＳＥＭ，接触角测算研究了表面改性的作用机理。对影响界面粘结的作用力进行了定量分析，提示了表面刻蚀坑引起的界面机械铰链力，以及由多种含氧极性基团引起的化学键力和界面非极性分子色散力，它们分别对界面粘结强度的贡献，及其随等离子体处理参数的变化关系。     

An effective surface modification of carbon fiber for improving the interfacial adhesion of polypropylene composites

A simple and effective modification for carbon fiber (CF) was presented in our work. CF was coated with ethylene–methyl acrylate–glycidyl methacrylate (E–MA–GMA) terpolymer through solution dipping. A uniform layer of 2.0 wt.% E–MA–GMA was confirmed on CF by IR, TGA and SEM. XPS showed that surface oxygen-containing functional groups were obviously increased after modification, which were advantageous to promote the reactivity of CFs. The treatment turned out to be helpful in enhancing the interfacial adhesion by micro-droplet experiment and the interfacial shear strength was 157% higher. The physical properties of PP/mCF composites were improved by static and dynamic mechanical analysis and the improvement was more noteworthy when maleic anhydride grafted PP (MAPP) was added to the matrix, which was consistent with the fracture morphology. The ultimate flexural strength, impact energy and tensile strength were increased by 139.3%, 233.9% and 126.1%. Besides, the mechanical performance of PP composites with 0–30 wt.% CFs were all significantly enhanced by CF surface treatment in combination with MAPP modification. We believed that the excellent performance was not caused by fiber length or crystallinity, it was mainly due to the superior interfacial interaction by intermolecular chain entanglement, as well as chemical reaction between E–MA–GMA and MAPP.     

共混、复合改性SBS的研究进展

综述了各种聚合物(聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯等)和无机粒子对热塑性弹性体SBS的共混、复合改性研究进展,重点介绍了改性SBS体系在制备、组成与性能方面的研究概况。并指出制备互穿网络热塑性弹性体或纳米复合热塑性弹性体是SBS改性的重要研究方向。     

硅溶胶改性碳纤维对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能影响

以硅烷偶联剂和正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体, 以固体酸-对甲苯磺酸为催化剂制备硅溶胶, 利用硅溶胶对碳纤维进行表面改性后, 以环氧树脂为基体, 制备碳纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM、 TEM、 万能试验机、 偏光显微镜等对表面改性前后的碳纤维形态、 力学性能及碳纤维/环氧树脂复合材料的界面性能进行表征, 研究了硅溶胶改性碳纤维对其复合材料界面性能影响。结果表明, 硅溶胶处理碳纤维后, 在碳纤维表面原位生成具有膜-粒结构的表面层, 改性后碳纤维的强度由2.41 GPa提高到3.00 GPa, 界面性能也得到了明显改善, 界面剪切强度(IFSS)提高了51.41%。     

有机硅共聚改性环氧树脂研究进展

利用有机硅改性环氧树脂是提高环氧树脂综合性能的有效途径,着重阐述了有机硅改性环氧树脂的化学共聚改性方法,并对有机硅改性环氧树脂的发展方向进行了展望。     

硅烷偶联剂及氧化石墨烯二次改性对芳纶纤维界面性能的影响EI北大核心CSCD

为改善芳纶纤维(PPTA)与丁腈橡胶(NBR)复合材料之间的界面强度,采用硅烷偶联剂A172和氧化石墨烯(GO)对芳纶纤维表面进行接枝改性处理,并对处理前后的芳纶纤维进行化学结构、表面形貌及H抽出力分析。利用SEM对抽出纤维表面和橡胶基芳纶纤维复合材料截面进行微观结构分析。结果表明:硅烷偶联剂和氧化石墨烯对芳纶纤维进行二次表面改性后,纤维表面含氧基团增加,化学活性提高,处理后表面存在明显的表层附着物,纤维结构未发生明显损伤且表面粗糙度得到明显改善。每个处理阶段后H抽出力均有提高,且氧化石墨烯二次改性后的芳纶纤维H抽出力提高效果最佳,从18.192 MPa提高到48.748 MPa,芳纶纤维与丁腈橡胶的界面结合力得到了显著提升,从而证实了硅烷偶联剂和氧化石墨烯二次改性芳纶纤维的有效性,为橡胶基芳纶纤维复合材料性能的研究提供了参考。     

Improving the interfacial property of carbon fiber/vinyl ester resin composite by grafting modification of sizing agent on carbon fiber surface

The poor interfacial adhesion between carbon fibers (CFs) and vinyl ester resin (VE) has seriously hampered the application of CFs/VE composites. In this work, the interfacial adhesion was efficiently enhanced by grafting acrylamide with epoxy sizing agent on CFs surface. The grafting reaction was feasible according to the thermodynamic calculation. The optimal grafting condition was 80 °C for 10 min based on the kinetic investigation by differential scanning calorimeter. Surface morphology and surface composition of modified carbon fibers (MCFs) were characterized, which indicated that acrylamide was grafted successfully on CFs surface and the surface roughness was increased slightly. After grafting, the interface shear strength of MCFs/VE composites was significantly improved by 86.96% and the interlaminar shear strength was enhanced by 55.61% due to the covalent bonds in interphase and the toughening effect of sizing gent. Moreover, the static and dynamic mechanical properties of composites with different interfacial adhesion were measured, which further confirmed the effect of the grafting modification.     

碳纤维增强复合材料的摩擦学研究进展

综述了碳纤维增强聚合物基、金属基、碳基等复合材料的研究和发展,分析了碳纤维的含量、碳纤维方向、纤维混杂、碳纤维的表面处理以及环境温度等因素对增强复合材料摩擦学性能的影响,并提出了今后需进一步深入研究的问题.     

木材仿生超疏水功能化修饰研究进展

超疏水现象广泛存在自然界中,由于具有特殊的疏水及自清洁性能,在材料仿生构建领域引起了国内外学者的高度关注。木材仿生超疏水功能化修饰,能有效隔离水分与木材的接触,在木材及其产品室外长久利用、复杂高湿环境利用方面意义重大。从自然界超疏水现象与疏水理论基础出发,重点综述了木材超疏水仿生构建的主要方法,并对超疏水木材的性能进行探讨,提出了木材超疏水处理亟待解决的难题。     

Kevlar缝线表面处理对炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料界面性能的影响

为了改善Kevlar缝线缝合复合材料的耐湿热性能, 采用化学接枝烯丙基的方法对Kevlar缝合线进行表面改性处理。通过力学测试、 扫描电子显微镜(SEM)、 光电子能谱分析(XPS)对表面改性的纤维进行表征。实验结果表明, 化学处理的Kevlar缝线表面变得粗糙, 缝线表面氧元素的含量提高23%, 在合适的处理条件下, 缝线的拉伸强度降低很小。同时通过测试干、 湿态下炭纤维/双马来酰亚胺树脂缝合复合材料层压板的层间剪切强度, 研究了化学表面处理的Kevlar缝线对缝合炭纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料界面性能的影响。测试结果显示, 表面处理后Kevlar缝线缝合的复合材料的吸湿率降低约52%, 湿态层间剪切强度保持率提高15%。