超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維具有諸多優(yōu)異性能,因此被廣泛應(yīng)用于纖維增強復(fù)合材料（FRP）。但是由于UHMWPE纖維表面光滑且無極性基團,與樹脂基體粘接性差,可通過纖維表面改性有效提高FRP的界面強度,進而提升材料性能。本文總結(jié)了近幾年基于化學(xué)處理、等離子體處理、電暈放電和輻射引發(fā)表面接枝等方法對UHMWPE纖維表面改性的研究進展,并對改性方法的發(fā)展進行了展望。 

【文章來源】：高分子通報. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

(a)醛基交聯(lián)劑使PVA化學(xué)交聯(lián)的反應(yīng)圖解,交聯(lián)導(dǎo)致形成縮醛橋;

第一類是通過強氧化劑處理纖維表面,如鉻酸溶液、氯磺酸溶液、高錳酸鉀溶液等,在強氧化劑的作用下纖維表面被氧化產(chǎn)生羧基、羰基、羥基等具有較高活性的含氧基團,使纖維表面更容易被樹脂浸潤;另外,強氧化劑還具有一定刻蝕作用,可以除去纖維表面的弱結(jié)合層,使纖維表面粗糙度增加,從而增強纖維與樹脂之間的機械嚙合作用,提高界面強度[37～41]。Li等[42]研究了高錳酸鉀對UHMWPE纖維的表面處理及其環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)性能。經(jīng)高錳酸鉀處理后的纖維表面產(chǎn)生了含氧基團并形成裂縫(如圖1所示),使纖維表面與水和乙二醇的接觸角急劇下降。力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn),改性纖維復(fù)合材料的拉伸強度降低,彎曲和層間剪切強度提高。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是纖維表面弱邊界層被強氧化劑除去,內(nèi)部微纖結(jié)構(gòu)暴露,表面積和粗糙度均增加,從而更有利于樹脂浸潤和界面之間的機械嚙合,使界面粘附力增強。Zec等[43]使用鉻酸處理UHMWPE纖維得到氧化聚乙烯纖維,并與聚乙烯醋酸乙烯酯及其水解共聚物進行復(fù)合,得到的復(fù)合材料顯示出更好的界面相互作用,并使其它填充顆粒能夠更均勻地分散于基體材料中。但由于纖維表面氧化蝕刻,拉伸強度略有降低。強氧化劑處理能夠增加纖維極性,提高界面強度,但該處理方法對纖維結(jié)晶和表面結(jié)構(gòu)損傷較大,影響本體纖維的斷裂強度,而且還存在強氧化劑帶來的環(huán)境污染問題。

電暈放電的處理效果類似于等離子體處理,但其優(yōu)勢在于常壓下進行,無需真空,對設(shè)備要求較低,具有較好的應(yīng)用前景。然而如何在滿足放電功率的情況下,又保證纖維改性的均勻性和快速性,仍需進一步研究。2.4 輻射引發(fā)表面接枝

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3610720