低温等离子体表面处理对uhmpe纤维复合材料性能的影响及测试

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1、重庆大学硕士学使论文中文摘要摘要超高模量聚乙烯(UHMPE)纤维化学上不活泼，表面能低，表面缺乏极性溅团，且超糍模量聚乙烯纤维是高度对称的珏甲基结构，使德纤维具窍很高昀绩晶度和取向度。这一方面保证英具有较高的力学强度，另～方面也使得纤维表筒的化学惰性特别突出，集中表现在与树脂慕体制成复合材料后，界藤结合力很低。因此需对超赢模量聚乙烯纤维改往。本文主要研究了趣高模爨聚乙烯纤维经低温等离子表面处理后与环氧树脂的糖绪瞧筢及冀该纤维簸合毒手瓣的各项力学往髓，并把UHMPE纤维和E．玻璃纤维混合制成复合材料进行i贝4试。研究表明

2、：(1)经低温等离子体表面处理UHMPE纤维程袭瑟弓l入了含飘摄往鏊函，绎维表面被等离子体麴锤，与环戴树膳穗合、机械锁联。拔出强度提高5倍左右；纤维强度损失10％左右。(2)UHMPE纤维经等离子俸处瑾，对萁复合奉

3、辩静控{串、弯趋戆筢影响不大；毽对层蔺鸷切影确力，ILSS提高57％；抗冲击性、极限应交有所下降。(3)经SEM观察分析，低温等离子侮裹瑟簸理UHMPE纾壤熬破坏蓠先发黧在纤缍褒蒺，量磐留破坏；两未处理的纤维发生在纤维与赫体的接触面。(4)UHMPE纤维复合材料刚度低、韧性、弯蘧毪好，蒺轻；愆横豢、篷强度与

4、＆玻璃缍维属羁一数量级。(5)UHMPE纾维与其它纤维混杂，彼此的物理力学性能在其复合材料中得到相互补充，混杂效应提毫15％。(6)UHMPE纾缕复会耪睾尊缺蠡霹滋逶逡混合蒸它纾维瑟趣激克服。关键溺：超褰攘量聚忍爨◇燃叠E)，表瑟箍璞，楚接强度，凌嚣刻镪，混杂终维复合材料，低温等离予体重壅查兰堡主堂焦堡奎茎塞塑墨ABSTRACTTheultrahi曲modulepolyethylene(UHMPE)fibrosisischemicallyinactivewithlowfunctiononitssurface．Itlac

5、ksactiveradicalonitssurface．Andultrahighmodulepolyethylenefiberishighiysymmetricalstructureofmethylene，whichmakesthefiberpossesseshighcrystallinityanddegreeoforientation．Ononehand，thisensurethatithasrelativelyhighstrengthintermsofmechanics；ontheotherhand，itmakes

6、theexternalchemicalinertnessofthefiberveryobvious，whichismainlyrepmsentedbythelowinterfacebindingforceafterthecolophonyplasmaismadeintocompositematerial．Soitisnecessarytomodifytheultrahighmodulepolyethylenefiber．Thispapermainlyresearchesintotheultrahi曲modulepoly

7、ethylenefibrosisbylowtemperatureplasmasurfacetreatmentandvariousstrengthfunctionofepoxycolophonycompositematerial，andmakestestsonthecompositematerialm酣efrommixingUHMPEfiberandE-glassfiber．Theresearchshows：(1)at＆erintroducedoxygenpolarityradicalintotheUHMPEfibros

8、isbylowtemperatureplasmasurfacetreatmenLfibersurfaceisetchedbyplasma,andismechanicallylinkedtoopoxycolophony．Evulsionstrengthimprovesby5timesandthefiberstrengthloseby10％orso．(2)02-plasmatreatmentdidnotaffectthetensileandflexuralpmpertiesofUHMPEfibercompositesgre

9、atly(within10％)，howeverincreasedtheinterlaminarshearstrength(ILSS)by57％．AndtheabilityofenergyabsorptioninimpacttestWasdecreasedalittleafter02-plasmatreatment．(3)．SEMo