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1、玻璃纤维表面处理技术的研究进展绝缘材料2007,40(5)王赫等:玻璃纤维表面处理技术的研究进展35玻璃纤维表面处理技术的研究进展王赫,刘亚青,张志毅,张斌(中北大学材料科学与工程学院,山西省高分子复合材料工程技术研究中心,太原030051)摘要:玻璃纤维表面处理技术对于改善玻璃纤维与树脂基体界面的性能,提高复合材料的综合性能至关重要.综述了当前国内外玻璃纤维表面处理技术中常用处理方法的原理及研究进展.关键词:玻璃纤维;玻璃纤维增强复合材料;表面处理;界面中图分类号:TQ327.1;TM215.73文献标志码:A文章编号:1009—9239(2007)05—0035—04Th
2、eDevelopmentoftheSurfaceModificationTechnologyofGlassFiberWANGHe,LIUYa.qing,ZHANGZhi?yi,ZHANGBin(CollegeofMaterialsandScienceEngineering,NorthUniversityofChina,ShanxiProvinceMacromoleculeandCompositeMaterialEngineeringTechnologyResearchCenter,Taiyuan,030051,China)Abstract:Thesurfacemodifica
3、tiontechnologyofglassfiberisveryimportanttotheglassfiberrein?forcecompositeThepapersummarizestheprincipleandthedevelopmentoftheusualsurfacemodifi-cationtechnologyofglassfiberatpresent.Itisexpectedtodosomehelpinournationalsurfacemodificationtechnologyofglassfiber.Keywords:glassfiber:glassfib
4、erreinforcecomposite;surfacemodification;interphase1引言玻璃纤维增强复合材料以其自身高强度,高模量,良好的易成型性,绝缘性能好,抗腐蚀和疲劳损伤等优良特性,在航空,石化,加工和自动化工业等诸多领域得到了广泛的应用【l?.目前国内外关于纤维表面处理的研究热点都集中在碳纤维,芳族聚酰胺纤维,聚乙烯纤维等高性能复合材料用增强纤维上,但玻璃纤维增强不饱和聚酯却有着世界纤维增强树脂基复合材料市场几乎90%的市场占有率,可见玻璃纤维作为增强材料的重要性b】o复合材料的性能不仅取决于增强纤维与基体的性能,而且在很大程度上取决于界面粘结的强
5、弱.为了确保有效的应力传递和获得较好的综合力学性能,良好的界面粘结是必要的H?引.提高树脂与纤维界面粘结能力的有效途径就是对纤维表面进行表面处理.商品化的玻璃纤维表面一般都有一层由复合组分组成的胶料,具有抗摩擦,抗老化等作用,其典型的胶料组成为:润滑剂4%,硅烷类偶联剂10%,表面活性剂4%,抗静电剂3%和成膜剂79%】o对于一种固定商品牌号的玻璃纤维,其表面的胶料组成是固定的,但由于复合材料基体树脂的种类繁多,且不同种类基收稿日期:2007—07—20修回日期:2007—08—21作者简介:王赫(1982一),女,硕士生,主要研究方向为功能高分子及其复合材料技术,(电子信箱
6、)wanghe821029@163.COlrt.体树脂的化学和物理性能相差很大,因此不可能有一种适合所有或大部分基体树脂的胶料组成,同一种胶料组成的玻璃纤维增强不同种类的基体时最终复合材料的力学性能相差很大,因此就决定了玻璃纤维表面处理的多样性,同时也决定了玻璃纤维表面处理的必要性.2常用表面处理方法2.1热处理热处理就是利用高温使玻璃纤维表面的原有胶料氧化分解,同时除去玻璃纤维由于储存而吸附的水.如果是纺织型浸润剂处理的玻璃纤维,高温下还可除去其润滑油.刘雄亚"在研究中发现热处理的最佳温度为350℃,处理时间为6S.Li阻等则认为热处理的最佳温度为450℃,处理时间为1h,
7、且还应将经过热处理的玻璃纤维在肥皂水中超声清洗5min,并用蒸馏水清洗,完全除去玻璃纤维经热处理后其表面残留的胶料氧化物.热处理法工艺简单,实用性强,只是该法单独使用的效果欠佳,一般都作为玻璃纤维表面处理的预处理工序,与其它表面处理方法配合使用.2.2酸碱刻蚀处理刻蚀是通过酸碱在玻纤表面进行化学反应形成一些凹陷或微孔(用碱刻蚀时,利用碱与SiO:生成可溶的硅酸盐;用酸刻蚀时,利用酸与玻纤表面的碱金36王赫等:玻璃纤维表面处理技术的研究进展绝缘材料2007,40(5)属的氧化物Al2O,,MgO,Na2O
