聚酰亚胺表面处理玻璃纤维/环氧树脂复合材料力学性能

采用浇铸成型工艺制备含0.5wt%、长度分别为1 mm、3 mm、5 mm的短切玻璃纤维/环氧树脂（GF/EP）复合材料,研究含活性酚羟基和不含酚羟基的两种聚酰亚胺（PI）处理GF表面对纤维束拉伸强度及GF/EP复合材料力学性能的影响,并进一步研究PI处理GF对复合材料热性能的影响。研究结果表明,经过PI处理的GF,集束性和拉伸强度得到提高。含活性酚羟基聚酰亚胺（PI1）处理的GF拉伸强度由原丝束的517 MPa提高到1 032 MPa,不含酚羟基聚酰亚胺（PI2）处理的GF提高到986 MPa。当PI1处理的GF长度为3 mm时,GF/EP复合材料的力学性能最好,拉伸强度比未处理的提高23.62%,拉伸模量提高34.03%,弯曲强度提高28.74%,断裂韧性提高13.04%;PI2处理的GF,GF/EP复合材料拉伸强度提高15.87%,拉伸模量提高23.70%,弯曲强度提高14.11%,断裂韧性提高4.05%。此外,PI处理GF对GF/EP复合材料热性能也有一定程度的提高。     

稀土改性磨碎玻璃纤维对磨碎玻璃纤维/聚四氟乙烯复合材料性能的影响

采用三种表面改性剂,即硅烷偶联剂（PTMS）、含PTMS的稀土改性剂（PTMS-RES）和稀土改性剂（RES）,对磨碎玻璃纤维表面处理,探讨了不同表面处理剂对磨碎玻璃纤维/聚四氟乙烯（MGF/PTFE）复合材料介电性能、热膨胀系数和热导率的影响。测试了RES、未改性的磨碎玻璃纤维和PTMS-RES改性的MGF的FTIR谱图,并采用SEM对MGF/PTFE复合材料的断口形貌进行分析。结果表明：与未经表面改性的MGF/PTFE复合材料相比,经表面改性的MGF/PTFE复合材料的介电性能、热膨胀系数、热导率都得到改善。由于RES特殊的电子层结构以及对阴离子有强吸引作用,RES改性效果比PTMS更好。由于RES与PTMS共同的作用,PTMS-RES比RES能更好地改善MGF与PTFE的界面,促进MGF与PTFE的界面粘结。     

复合涂层对玻璃纤维增强尼龙6复合材料界面性能的影响

为了获得界面性能优异的玻璃纤维增强尼龙6复合材料,利用含有聚多巴胺(PDA)和六方氮化硼(h-BN)的复合涂层对玻璃纤维进行表面改性处理,制备出玻璃纤维增强尼龙6复合材料(GF/PA6)。采用XRD、XPS、SEM、接触角测量仪对玻璃纤维晶型结构、化学结构、表面形貌和粗糙度进行表征。同时考察了h-BN的不同添加量对复合材料力学性能、热稳定性能、动态热机械性能和结晶性能的影响。结果表明：经过改性处理的玻璃纤维表面被均匀的复合涂层所覆盖,显著增加了玻璃纤维的表面粗糙度、表面活性和化学键能,大大提高了玻璃纤维与尼龙6树脂基体之间的界面啮合作用,且复合涂层的加入能够诱导PA6晶型由γ晶型转变为α晶型,h-BN含量为0.75%时的复合材料力学性能达到最高,拉伸强度达到129.8 MPa,相比改性前提高了79.2%,弯曲强度达到194.8 MPa,相比改性前提高了32.2%。储能模量达到1 742 MPa,相比改性前提高了69.9%。     

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。     

硅烷偶联剂对玻璃织物/水泥复合材料界面行为的影响

本文通过织物抽拔试验和抽拔试验后残留在水泥基体中的纤维表面形貌扫描电镜照片分析,研究了在玻璃纤维织物表面涂覆硅烷偶联剂或涂蜡,对它增强的水泥基复合材料界面行为的影响.实验结果表明:在玻璃纤维织物表面涂覆硅烷偶联剂有利于它与水泥基体间的界面粘结,改善它们间的界面行为,在玻璃纤维织物表面涂蜡则不利于它与水泥基体间的界面粘结.     

铸型尼龙及其复合材料的摩擦学性能和晶型转变

利用 MM- 2 0 0摩擦磨损试验机研究了在干摩擦和水润滑条件下铸型尼龙 (MC尼龙 )及其复合材料的摩擦磨损性能 ,并利用红外光谱分析了材料在不同磨损条件下发生的物理化学变化。研究结果表明 ,在干摩擦条件下 ,当载荷与速度的积 (pv值 )小于 84 N.m/s时玻璃纤维增强 MC尼龙复合材料(GF/MC)的摩擦系数和磨损率都比 MC尼龙低 ;当 pv值大于 84 N.m/s时 ,GF/MC的摩擦系数略高于MC尼龙 ,而磨损率则远大于 MC尼龙 ,随 pv值的改变 ,磨损机理发生了变化。在水润滑条件下二者的摩擦系数降低 ,GF/MC的耐磨性比纯基体显著提高。光谱分析表明 ,MC尼龙及其复合材料在摩擦过程中会发生晶型转变 ,在干摩擦后 α晶型减少 ,γ晶型增多 ,在水润滑后 α晶型增多 ,而 γ晶型减少     

偶联剂处理玻璃纤维改性聚酰亚胺摩擦磨损性能研究

采用不同硅烷偶联剂对玻璃纤维(GF)进行表面处理,制备了热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料,考察了纤维含量及粒径对复合材料摩擦学性能的影响,并利用SEM分析了磨损机理.研究表明:经表面处理的GF填充TPI复合材料的力学性能和摩擦磨损性能均有提高,以KH-550处理效果最好;随着GF含量的增大,KH550处理的TPI复合材料的磨损率逐渐增大,摩擦系数比纯TPI略有增大;复合材料的磨损率与摩擦系数随纤维粒径的减小而降低;SEM显示处理后的GF与基体之间形成了良好的界面,复合材料的磨损以粘着磨损与磨粒磨损为主.     

纳米SiO_2表面处理对MC尼龙复合材料结构与性能的影响

为提高MC尼龙的综合性能,采用KH-550硅烷偶联剂处理纳米SiO2,根据阴离子聚合反应制备MC尼龙SiO2纳米复合材料,探讨了表面处理纳米SiO2与熔体的作用机理,并进行复合材料的结构表征与性能测试.研究表明：纳米SiO2表面包覆硅烷偶联剂,其有机官能团氨基进攻聚合反应体系中酰亚胺结构的羰基,两者通过化学键实现界面结...     

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。     

稀土改性剂对玻璃纤维-SiO2/聚四氟乙烯复合材料性能的影响

采用不同的稀土改性剂（La、Ce、Pr、Nd和Sm）对SiO₂和玻璃纤维（GF）进行改性处理,SiO₂含量为55wt%,GF含量为2wt%。填料改性处理后与聚四氟乙烯（PTFE）分散液在高速分散机中混合,然后通过热压烧结法制得GF-SiO₂/PTFE复合材料。考察了不同的稀土改性剂对GF-SiO₂/PTFE复合材料吸水性、介电性能、热膨胀系数和力学性能的影响。采用FTIR手段对稀土La改性剂,未改性的填料和改性后的填料结构进行了测试。并用SEM和EDS对复合材料的断口形貌及表面处理前后填料的形貌进行观察和能谱分析。结果表明：由于稀土La的电子层结构比其他轻稀土更稳定,对阴离子的吸引作用比其他轻稀土强,稀土La改性剂比其他的稀土改性剂能更好地促进填料GF与PTFE界面粘合,改善GF-SiO₂/PTFE复合材料性能。GF-SiO₂/PTFE复合材料的介电性能受到La含量的影响,当La含量为0.3wt%时介电性能最佳。     

两种先驱体低温裂解制备石英纤维增强氮化硅复合材料

以全氢聚硅氮烷( PHPS) 和聚甲基硅氮烷( PHMS) 为陶瓷先驱体, 通过循环浸渍和600 ℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料, 对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明: 由PHPS 制备的复合材料密度为1. 83 g/ cm3 , 气孔率10 % , 弯曲强度45. 4 MPa , 材料断口平整, 纤维基体界面结合强; 而由PHMS 制备的复合材料密度仅为1. 66 g/ cm3 , 气孔率16 % , 却具有更高的弯曲强度56. 3 MPa , 材料断面较粗糙,界面结合较弱。先驱体活性不同是导致复合材料界面结合强弱及力学性能不同的主要原因。      

盐雾环境对玻璃纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响

采用中性盐雾条件模拟海洋大气环境进行加速老化试验, 评价玻璃纤维增强环氧改性酚醛树脂基复合材料( GFRP) 在海洋气候中的耐久性。通过该复合材料经盐雾老化后的质量变化和纵向拉伸强度、横向拉伸强度、压缩强度、层间剪切强度的变化, 结合湿热老化机理, 研究其老化规律。结果表明, 随着老化时间的增加, 复合材料的吸湿量增加, 力学强度下降, 压缩和层间剪切曲线表现出塑性特征。吸湿最初阶段对力学性能影响最大, 纵向拉伸强度、横向拉伸强度、压缩强度、层间剪切强度分别下降到56. 1 %、54. 7 %、54. 0 %、61. 0 %。其中拉伸强度变化趋势最稳定, 更适用于评价该复合材料的老化程度。      

硅烷类偶联剂对蓄光性荧光粉的表面处理

采用硅烷类偶联剂对蓄光性荧光粉YLAG进行了表面处理,并将荧光粉与尼龙66(PA66)进行熔融共混,利用散射式浊度仪、透射电镜、红外光谱、扫描电镜分别研究了表面处理前后荧光粉的沉降性、微观形貌及化学结构的变化,以及荧光粉/聚合物共混体系的形态结构.结果表明,经硅烷偶联剂进行表面处理后,荧光粉与偶联剂有一定键合作用,表面处理后荧光粉的沉降速度明显减小,在PA66中的分散性得以改善.     

芳纶纤维的磷酸表面处理及其树脂基复合材料界面性能

采取不同浓度的磷酸水溶液对芳纶纤维进行表面处理, 并对不同处理条件下芳纶纤维的单丝强度、表面性质及其环氧树脂复合材料的界面性能进行了分析和测试。结果表明: 20 wt %磷酸溶液处理的芳纶纤维, 纤维表面含氧官能团含量最高; 继续提高磷酸溶液的浓度, 含氧官能团含量下降, 纤维表面趋于平整, 单丝强度上升。用20 wt %磷酸溶液处理芳纶纤维, 纤维/ 环氧树脂基复合材料的层间剪切强度达到62 MPa , 界面剪切强度提高18 % , 是一种简单有效的表面处理方法。纤维表面粗糙度和纤维表面含氧官能团的数量是影响芳纶纤维/ 环氧树脂复合材料界面结合性能的关键因素。      

改性酚醛树脂处理剂对石英纤维增强芳基乙炔复合材料性能的影响

采用改性酚醛树脂作为石英纤维表面处理剂来提高石英纤维增强芳基乙炔复合材料(SF/PAA)界面性能。通过性能测试,研究处理剂对力学性能和介电性能的影响。通过XPS和SEM分析方法,研究了酚醛树脂表面处理剂对复合材料界面官能团变化和微观形貌的影响。性能测试结果表明改性酚醛树脂处理剂可以显著提高PAA复合材料的力学性能和介电性能。XPS分析结果表明酚醛树脂处理后的石英纤维表面与酚醛树脂发生了化学反应,SEM研究表明酚醛树脂处理后的复合材料界面粘结性能得到显著提高。     

异氰酸酯改性蒙脱土的制备及其对铸型尼龙6性能的影响

通过二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)改性钠基蒙脱土(Na-MMT),使Na-MMT呈纳米级剥离态分散,制得MDI改性Na-MMT(M-MMT)。将M-MMT加入至铸型尼龙6体系中原位聚合成型,以解决有机蒙脱土在铸型尼龙6体系中热降解的问题,提高复合材料的耐热性。利用FITR、GC-MS、XRD和TEM研究了改性机理和Na-MMT的分散情况。通过TG、维卡软化、热变形温度测试、力学性能测试和SEM观察,研究了M-MMT/铸型尼龙6复合材料的耐热性、力学性能和微观形貌。结果表明:MDI能与Na-MMT层间的羟基以及水反应使M-MMT呈剥离态分散。虽然在铸型尼龙6体系引发剂定量的情况下,MDI消耗体系引发剂,引起M-MMT/铸型尼龙6复合材料分子量的下降,导致各项力学性能有所下降,但M-MMT的纳米级效应使复合材料的耐热性得到提高,维卡软化点提高至224℃,在1.82MPa负荷条件下,热变形温度提高至96℃。      

沥青基炭纤维γ-射线改性对炭/ 炭复合材料力学性能的影响

为了提高沥青基炭纤维表面活性, 采用γ-射线辐照对沥青基炭纤维表面改性。用AFM、XPS 研究了γ-射线辐照改性后沥青基炭纤维表面结构的变化, 用浸润仪测定了改性前后沥青基炭纤维表面能的变化。研究了γ-射线辐照沥青基炭纤维对炭/ 炭复合材料力学性能的影响, 并用SEM 分析了炭/ 炭复合材料断口形貌。结果表明,γ-射线辐照使炭纤维表面含氧官能团和表面粗糙度增加, 提高了沥青基炭纤维的表面能; 降低了炭/ 炭复合材料孔隙率, 提高了炭/ 炭复合材料力学性能。     

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。     

硅烷偶联剂处理对 SF/PP结构和性能的影响

采用熔融共混和注塑成型的方法制备了硅烷偶联剂处理的剑麻短纤维(SF)增强聚丙烯(PP)的复合材料,研究了SF表面偶联剂处理对复合材料的晶形结构、微观结构、热性能及力学性能的影响.结果表明硅烷处理削弱了SF在PP结晶过程中的异相成核作用,降低了SF/PP复合材料中PP相的结晶度、结晶温度和结晶速率;提高了复合材料中β-晶型PP的相对含量;增强了SF/PP的界面键合,显著提高了复合材料的冲击强度.     

Surface modification of apatite-wollastonite glass ceramic by synthetic coupling agent

In this study, lysine was introduced into the surface of apatite-wollastonite glass ceramic （AW-GC） to improve its cytocompatibility by two steps reaction procedure. Firstly, lysine connected to N-β-（aminoethyl）-y-aminopropyl trimethoxy silane （A-1120） by covalent binding of amide group. Secondly, the lysine-functionalized A-1120 was deposited on the surface of AW-GC through a silanization reaction involving a covalent attachment. FTIR spectra indicated that lysine had been immobilized onto the surface of AW-GC successfully. Bioactivity of the surface modified AW-GC was investigated by simulated body fluid （SBF）, and the in vitro cytocompatibility was evaluated by coculturing with human osteosarcoma cell MG63. The results showed that the process of hydroxyapatite layer formed on the modified material was similar to AW-GC while the mode of hydroxyapatite deposition was changed. The growth of MG63 cells showed that modifying the AW-GC surface with lysine enhances the cell adhesion and proliferation.