环氧基体与竹节状有机纤维之间的界面性能研究

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1、DD环氧基体与竹节状有机纤维之间的界面性能研究D##D年!月################################################################环氧基体与竹节状有机纤维之间的界面性能研究!蔡长庚许家瑞(华南理工大学广州!"#$%#)(中山大学)摘要:本文采用单丝拔出试验和动态力学分析研究了环氧树脂基复合材料中基体与竹节状有机短纤维之间的界面特性。有关的试验结果表明:在弱界面结合的条件下,由于在竹节状有机短纤维中凸节的存在,可以提高纤维与基体之间的界面结合强度,也有利于纤维末端界面剪切应力的传递。关键词:竹节状有机短纤维环氧树脂复合材料界

2、面粘结纤维与基体之间的界面性质对复合材料的力学烯腈:上海爱建科技发展有限公司生产,化学纯。性能有着显著的影响。为了提高短纤维增强复合材":D试样制备料的强度,人们采用了许多方法来改善纤维与基体平直短纤维用剪刀将连续的聚酰胺纤维剪短,之间的界面粘结。随着界面粘结强度的提高,虽然纤维的长度为"D6"A++。复合材料的强度上升,但材料的韧性却往往降低。竹节状短纤维:沿连续的平直纤维,相隔一定距为了克服短纤维增强复合材料中存在的问题,近年离施加一机械挤压力,使纤维局部产生变形,成为一来人们引入了纤维形态设计(&’()*+,*-.,/,012)3个方向凹陷,而另一个方向凸出的形状。然后将其

3、4’05)的概念,期望通过纤维形态的设计,采用异型剪短,纤维长度也为"D6"A++,纤维的形态见图"。纤维来同时改善复合材料的强度和韧性。如选用哑铃型、骨头状、凸端纤维、锚端纤维、螺旋状纤维或分形树纤维等的增强来提高金属基或树脂基复合材料的强度和韧性["6"#]。文献[""]研究了凸端有机短纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能。与平直纤维相比,凸端短纤维增强复合材料的表观界面剪切强G’0;"I.)+,*-.,/,01,&4/J(3/’K)4.,*L&’()(*MMG)度有较明显的提高。本工作仍以聚酰胺纤维作为增改性固化剂:在反应釜中预先加入二乙烯三胺,强材料,通过机械挤压加工使纤维

4、的局部变扁。从然后在搅拌和冷却的条件下逐渐加入等摩尔比的丙该纤维的宏观形态来看,纤维扁平部分的形状类似烯腈,待反应结束和完全冷却后即得改性固化剂于竹子的凸节,故称之为竹节状短纤维。本文主要7FI939N。报道采用单丝拔出试验法和动态力学分析(789)树脂浇铸体试样:将F3!"、7GH3!#"和7FI93研究环氧树脂基体与竹节状有机纤维间的界面性9N按比例混合均匀,置于真空干燥箱中除去气泡,能。并讨论了界面特性对材料性能的影响。然后浇铸于预先涂有脱模剂的模具中,室温固化!2"实验部分后脱模。":"原材料短纤维复合材料试样:先将短纤维用丙酮脱脂,有机纤维选用北京化工研究所生产的聚酰胺

5、纤然后在%#O下的真空干燥箱中干燥,再将经过干燥维作为增强材料。纤维的直径为#;%++,极限拉伸的短纤维排列于模具中,倒入已经脱去气泡的F3强度为<"%=">;#8?@,拉伸模量为#;AA=#;!"、7GH3!#"和7FI939N的混合物,室温固化!2#$>B?@,断裂伸长率为=<;D"E。环氧树脂由后脱模。广州东风化工实业有限公司生产。环氧值为#;%A单丝拔出实验试样:将已经脱脂和干燥的单根6#;!D,商品牌号是F3!"。7GH3!#"由广州东风化平直纤维及竹节状纤维置于树脂盒中,倒入已脱泡工实业有限公司生产,为单官能度的环氧活性稀释的环氧树脂与固化剂的混合物,室温固化

6、!2后脱剂。二乙烯三胺:广州化学试剂厂生产,化学纯。丙模。"国家杰出青年基金资助项目(批准号:!>$D!<#C)。GP?QR8万方数据D##D:N,;<:..:年(月玻璃钢*复合材料:#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"#测试为’(.?!(.@。单丝拔出实验:将埋入纤维长度不同的单丝拔热机分析:截取长度:.))的纤维样品,在出试样置于广州试验仪器厂生产的$%&’(型微控891’:;<.型动态力学分析仪上用拉伸模式进行热拉力试验机进行拉伸测试,拉伸速度为())*)+,。机分析,所加载荷

7、为.A(B,升温速率为#@*)+,,试动态力学分析;将尺寸为-./(/-))的树脂验的温度范围为:.?!(.@。浇铸体或短纤维复合材料试样夹于单悬臂模式夹具扫描电子显微镜:将单丝拔出后的试样表面喷上,用012,3456)7,43公司生产的891’:;<.型动金,然后置于CDE$CF9’G##.H型场发射扫描电子态力学分析仪进行测试。纤维的动态力学分析选用显微镜上观察,并拍照。拉伸模式进行测试,纤维的长度为:.))。振动的:结果与讨论频率选为!=>、#=>、!.=>和#.=>,试验

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