酰胺酸乳液的合成及其對玻璃纖維的表面改性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-08 09:24
玻璃纖維(GF)和樹脂之間的界面對提高復(fù)合材料性能的有著重要作用。本文合成了酰胺酸乳液(SP-1),并添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)進(jìn)行復(fù)配(SP-2)。通過納米粒度分析儀、全功能穩(wěn)定性分析儀、熱重(TG)和透射電子顯微鏡(TEM)等表征乳液的粒徑分布、穩(wěn)定性和耐熱性等性能。利用掃描電鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡研究不同乳液種類、濃度和處理溫度下玻璃纖維的表面形貌和直徑變化,并對纖維的單絲拉伸性能進(jìn)行測試。采用微脫黏法研究GF與PPS和環(huán)氧樹脂的界面結(jié)合情況,測試在不同乳液濃度和溫度以及濕熱處理下的界面剪切強(qiáng)度(IFSS),并用SEM對脫黏界面和復(fù)合材料斷面情況進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:BTDA:ODA=1.2:1,制備的乳液粒徑分布均勻,穩(wěn)定性良好,粒子帶負(fù)電,呈核殼型結(jié)構(gòu)。干燥后的膜層組分富含酰亞胺的特征吸收峰,擁有良好的熱穩(wěn)定性。乳液膜層對纖維有較好的包覆,在復(fù)配乳液固含量為0.4%時(shí),復(fù)配乳液涂覆量為1.184%,平均包覆厚度為0.15μm,拉伸強(qiáng)度從1.439 GPa提升到1.448GPa。溫度升高,膜層與GF表面的化學(xué)鍵作用增強(qiáng),GF拉伸強(qiáng)度升高。乳液涂覆促進(jìn)GF與樹脂間的機(jī)械鉚合和相...
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
玻璃纖維與基體界面區(qū)示意圖[U31
??圖1.2玻璃纖維表面處理方法分類圖??Fig?1.2?Classification?of?glass?fiber?surface?treatment?methods??對常用的玻璃纖維表面處理方法進(jìn)行總結(jié),如圖1.2所示。目前常用的方法有表面??沉積無機(jī)物,氧化處理、電聚合處理、表面涂層處理、接枝處理及等離子體處理等。??1.3.2.1表面沉積無機(jī)物??表面沉積無機(jī)物中也叫有稀土元素處理[2\通過在GF表面蒙脫土、淀粉納米晶、納米??。保埃驳龋环矫娓纳平缑娴慕Y(jié)合性能,另一方面改善玻璃纖維的導(dǎo)電性、光催化性能等。??陳小婷等M在GF表面沉積蒙脫土,發(fā)現(xiàn)GF與環(huán)氧樹脂的IFSS増加38.87%,GF與聚??丙烯的IFSS增加106.79%。聶琴等[27]在GF表面沉積淀粉納米晶,淀粉納米晶對GF表??面有較好的包覆與保護(hù)作用,并且與環(huán)氧樹脂之間的IFSS提升了?53%。林中信等[18]在??GF表面沉積納米Ti02提升了光催化性能。??1.3.2.2偶聯(lián)劑處理[28_3ffl??Hydrolyzable?Organofunctionai??Group?X?x?Group?Y??T?X-Si-CH^Y?
?第5頁??在玻璃纖維的表面處理中,最常用的方法為偶聯(lián)劑處理,其中硅烷偶聯(lián)劑使用最為??廣泛。偶聯(lián)劑的作用機(jī)理如圖1.3所示,硅烷偶聯(lián)劑的X基團(tuán)為烷氧基,例如乙氧基和??甲氧基,水解后產(chǎn)生羥基,可以與GF表面的硅羥基相互作用,如與GF表面的硅羥基??反應(yīng)生成Si-O-Si基團(tuán)或者發(fā)生氫鍵作用力。硅烷偶聯(lián)劑另一邊的Y活性基團(tuán),可與聚??合物等發(fā)生化學(xué)作用,比如-C=C-可參與不飽和聚酯的固化過程,->^2可參與環(huán)氧樹脂??的固化過程。常用的基團(tuán)有氨基,乙烯基,甲基丙烯酰氧基或縮水甘油氧基。Y活性基??團(tuán)不同,偶聯(lián)劑種類也不同,常用的偶聯(lián)劑種類有乙烯基類、氨烴基類、環(huán)氧烴基類、??季銨烴基類等。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)基體來選用不同的偶聯(lián)劑,如表1.2所示。偶??聯(lián)劑的使用通常只影響熱固性樹脂
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淀粉納米晶對玻璃纖維的表面改性研究[J]. 聶琴,陳袁曦,,,周曉東. 工程塑料應(yīng)用. 2017(06)
[2]表面修飾碳納米管對玻璃纖維及復(fù)合材料的性能影響[J]. 汪慶衛(wèi),吳欣,王宏志,寧偉,劉國強(qiáng),李金龍. 功能材料. 2015(23)
[3]水性上漿劑對碳纖維表面及碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能的影響[J]. 水興瑤,劉猛,朱曜峰,傅雅琴. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]含碳納米管上漿劑的制備及對碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的影響[J]. 李娜,王志平,劉剛,張興祥. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(03)
[5]SiO2微球修飾浸潤劑對玻璃纖維及復(fù)合材料性能的影響[J]. 汪慶衛(wèi),羅理達(dá),寧偉,王宏志,吳欣. 硅酸鹽通報(bào). 2015(01)
[6]樹脂基復(fù)合材料在航天飛行器氣動(dòng)熱防護(hù)上的應(yīng)用研究[J]. 蔣凌瀾,陳陽. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(07)
[7]玻纖浸潤劑組分對環(huán)氧基復(fù)合材料界面性能的影響[J]. 劉穎,宋偉,于水,張焱. 玻璃纖維. 2013(03)
[8]納米TiO2對環(huán)氧樹脂及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 李偉,姜蕾蕾,黃伣麗,梁西良. 化學(xué)與黏合. 2012(02)
[9]多壁碳納米管/玻璃纖維/環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)特性研究[J]. 呂曉敏,孫志杰,李敏,顧軼卓,張佐光. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2012(01)
[10]玻璃纖維丙烯酸接枝改性研究[J]. 黃寅峰,張明祖,孟菊雯,徐玲妍. 蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
博士論文
[1]玻璃纖維浸潤劑分子設(shè)計(jì)及其對復(fù)合材料界面性能的影響[D]. 王冬至.山東大學(xué) 2014
[2]基于上漿法的界面設(shè)計(jì)及其對CFRP界面性能影響研究[D]. 張舒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]有機(jī)蒙脫土對玻璃纖維的表面改性研究[D]. 陳小婷.華東理工大學(xué) 2015
本文編號:2904858
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
玻璃纖維與基體界面區(qū)示意圖[U31
??圖1.2玻璃纖維表面處理方法分類圖??Fig?1.2?Classification?of?glass?fiber?surface?treatment?methods??對常用的玻璃纖維表面處理方法進(jìn)行總結(jié),如圖1.2所示。目前常用的方法有表面??沉積無機(jī)物,氧化處理、電聚合處理、表面涂層處理、接枝處理及等離子體處理等。??1.3.2.1表面沉積無機(jī)物??表面沉積無機(jī)物中也叫有稀土元素處理[2\通過在GF表面蒙脫土、淀粉納米晶、納米??。保埃驳龋环矫娓纳平缑娴慕Y(jié)合性能,另一方面改善玻璃纖維的導(dǎo)電性、光催化性能等。??陳小婷等M在GF表面沉積蒙脫土,發(fā)現(xiàn)GF與環(huán)氧樹脂的IFSS増加38.87%,GF與聚??丙烯的IFSS增加106.79%。聶琴等[27]在GF表面沉積淀粉納米晶,淀粉納米晶對GF表??面有較好的包覆與保護(hù)作用,并且與環(huán)氧樹脂之間的IFSS提升了?53%。林中信等[18]在??GF表面沉積納米Ti02提升了光催化性能。??1.3.2.2偶聯(lián)劑處理[28_3ffl??Hydrolyzable?Organofunctionai??Group?X?x?Group?Y??T?X-Si-CH^Y?
?第5頁??在玻璃纖維的表面處理中,最常用的方法為偶聯(lián)劑處理,其中硅烷偶聯(lián)劑使用最為??廣泛。偶聯(lián)劑的作用機(jī)理如圖1.3所示,硅烷偶聯(lián)劑的X基團(tuán)為烷氧基,例如乙氧基和??甲氧基,水解后產(chǎn)生羥基,可以與GF表面的硅羥基相互作用,如與GF表面的硅羥基??反應(yīng)生成Si-O-Si基團(tuán)或者發(fā)生氫鍵作用力。硅烷偶聯(lián)劑另一邊的Y活性基團(tuán),可與聚??合物等發(fā)生化學(xué)作用,比如-C=C-可參與不飽和聚酯的固化過程,->^2可參與環(huán)氧樹脂??的固化過程。常用的基團(tuán)有氨基,乙烯基,甲基丙烯酰氧基或縮水甘油氧基。Y活性基??團(tuán)不同,偶聯(lián)劑種類也不同,常用的偶聯(lián)劑種類有乙烯基類、氨烴基類、環(huán)氧烴基類、??季銨烴基類等。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)基體來選用不同的偶聯(lián)劑,如表1.2所示。偶??聯(lián)劑的使用通常只影響熱固性樹脂
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淀粉納米晶對玻璃纖維的表面改性研究[J]. 聶琴,陳袁曦,,,周曉東. 工程塑料應(yīng)用. 2017(06)
[2]表面修飾碳納米管對玻璃纖維及復(fù)合材料的性能影響[J]. 汪慶衛(wèi),吳欣,王宏志,寧偉,劉國強(qiáng),李金龍. 功能材料. 2015(23)
[3]水性上漿劑對碳纖維表面及碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能的影響[J]. 水興瑤,劉猛,朱曜峰,傅雅琴. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]含碳納米管上漿劑的制備及對碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的影響[J]. 李娜,王志平,劉剛,張興祥. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(03)
[5]SiO2微球修飾浸潤劑對玻璃纖維及復(fù)合材料性能的影響[J]. 汪慶衛(wèi),羅理達(dá),寧偉,王宏志,吳欣. 硅酸鹽通報(bào). 2015(01)
[6]樹脂基復(fù)合材料在航天飛行器氣動(dòng)熱防護(hù)上的應(yīng)用研究[J]. 蔣凌瀾,陳陽. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(07)
[7]玻纖浸潤劑組分對環(huán)氧基復(fù)合材料界面性能的影響[J]. 劉穎,宋偉,于水,張焱. 玻璃纖維. 2013(03)
[8]納米TiO2對環(huán)氧樹脂及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 李偉,姜蕾蕾,黃伣麗,梁西良. 化學(xué)與黏合. 2012(02)
[9]多壁碳納米管/玻璃纖維/環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)特性研究[J]. 呂曉敏,孫志杰,李敏,顧軼卓,張佐光. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2012(01)
[10]玻璃纖維丙烯酸接枝改性研究[J]. 黃寅峰,張明祖,孟菊雯,徐玲妍. 蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
博士論文
[1]玻璃纖維浸潤劑分子設(shè)計(jì)及其對復(fù)合材料界面性能的影響[D]. 王冬至.山東大學(xué) 2014
[2]基于上漿法的界面設(shè)計(jì)及其對CFRP界面性能影響研究[D]. 張舒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]有機(jī)蒙脫土對玻璃纖維的表面改性研究[D]. 陳小婷.華東理工大學(xué) 2015
本文編號:2904858
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