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《水悬浮法制备玻璃纤维_聚氯乙烯树脂复合材料_悬浮液高.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、江汉石油学院学报2002年6月第24卷第2期JournalofJianghanPetroleumInstituteJun2002Vol24No2,113,水悬浮法制备玻璃纤维/聚氯乙烯树脂复合材料悬浮液高分子粘结剂与基体相容性研究易长海,余训民(荆州师范学院化学系,湖北荆州434100)许家瑞,曾汉民(中山大学材料科学研究所,广东广州510275)[摘要]采用DMA、DSC、SEM等手段研究了水悬浮法制备的GF(玻璃纤维)/PVC(聚氯乙烯树脂)复合材料中PVC与悬浮液高分子粘结剂的相容性,并探讨了其
2、对复合材料性能的影响。结果表明,PVC与,!,∀号悬浮液高分子粘结剂均具有一定的相容性,其中∀号最佳,而与#号几乎不相容。采用∀号配制悬浮液制备的复合材料性能最好。[关键词]玻璃纤维增强复合材料;玻璃纤维;聚氯乙烯树脂;水悬浮法;粘结剂;相容性[中图分类号]TQ17177777[文献标识码]A[文章编号]10009752(2002)02011303[1][2~4]制备GF(玻璃纤维)/PVC(聚氯乙烯树脂)复合材料的方法较多,在以前的研究中,用水悬浮法成功地制备了GF/PVC复合材料,克服了其他生产方法中环境污染及成本高的缺
3、点。在该工艺中,悬浮液中的高分子粘结剂主要是在浸渍过程中将PVC树脂粉末粘附到玻璃纤维上,它不仅包覆在玻璃纤维的表面,而且包覆于PVC粉末的表面。在加工成型过程中,这些悬浮液高分子粘结剂与PVC亦有一个共混合的过程,并且它们之间相容性的好坏会直接影响纤维/基体的界面粘结和材料性能。下面对它们之间的相容性及其对材料性能的影响进行讨论。1实验研究实验所用主要原材料有:∃平均粒径为30~150m的PVC;%直径为15m的GF;&悬浮液高分子粘结剂,#,!,∀,∋等5种体系,其中∋号是纯PVC胶乳体系,其他4种均为共聚物乳液体系。采用
4、水悬浮法制备GF/PVC复合材料的工艺流程是:先将GF经表面处理剂处理后,再经含有PVC的悬浮液预浸,然后烘干脱水,双辊热压成无纬带,再裁布模压成复合材料成品。对制成的复合材料成品进行了如下试验研究:∃用RheovibronDD2型动态力学测试仪,测定样品的玻璃化转变温度(升温速率3(/min),进行动态力学性能分析(DMA);%用PerkinElmerDSC7型差示扫描量热计测定样品的玻璃化转变温度(升温速率10(/min,气氛为氮气),进行热分析(DSC);&用日立S520型扫描电子显微镜观察试件断口形貌,进行扫描电子显微镜观察(S
5、EM);)用DL1000B电子万能实验机,按GB335682标准测试试件的弯曲强度;∗用XCJ500型冲击实验机,按GB140379标准测试试件的冲击强度。2结果与讨论21共混体系的玻璃化转变温度研究由于在实际制备工艺中,添加到悬浮液中的高分子粘结剂的量很少,难以进行表征。为了更好地考察高分子粘结剂与PVC的相容性,提高了粘结剂的组成比,选用PVC/粘结剂配比为1+1来进行研究。所有样品均模拟成型工艺条件进行熔融共混。图1~4是PVC与4种悬浮液高分子粘结剂共混体系的DMA和DSC图。从PVC与共混体系的[收稿日期]200111
6、17[基金项目]国家自然科学基金资助课题(59625307)。[作者简介]易长海(1968),男,1987年大学毕业,博士,副教授,现主要从事新材料的研究与开发。,114,江汉石油学院学报2002年6月DMA曲线(图1)可以看出:该共混体系在+82(和+8(有2个玻璃化转变温度(Tg)峰,分别对应于PVC和富集相的Tg;与纯PVC和纯的Tg峰相比,2个峰均略向内移动,由纯PVC的+86(移至+82(,由纯的+5(移至+8(。因此,PVC与是部分相容的体系。图2是PVC与#共混体系的DMA曲线。从图中可以看出:该共
7、混体系亦出现两个Tg峰,分别在+56(和+86(;与纯的PVC和#的Tg峰相比,峰的位置几乎没有变化,分别对应于纯的PVC和#的Tg峰。因此,PVC与#几乎是不相容的。PVC与!共混体系的DMA曲线如图3。该共混体系的两个Tg峰与纯的PVC和!的Tg峰相比,位置内移,表明PVC与!有一定的相容性。图4是PVC与∀共混体系的DSC曲线。从图中可以看出:共混体系存在2个Tg,对应于PVC的Tg由82(提高到87(,对应于∀的Tg由120(降低到114(,内移的幅度比较明显,表明PVC与IV有较好的相容性。图1PVC/共混体系的DMA曲线图
8、2PVC/#共混体系的DMA曲线图3PVC/!共混体系的DMA曲线图4PVC/∀共混体系的DSC曲线22共混体系断口形貌的SEM研究将PVC与4种悬浮液高分子粘结剂以7+3的比例模拟材料的成型加工
