玻璃纤维_聚丙烯复合材料界面研究.pdf

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1、第8卷第2期材料科学与工艺Voi.8No.22000年6月MATERIALSCIENCE&TECHNOLOGYJun.2000文章编号：1005-029（92000）02-105-03玻璃纤维/聚丙烯复合材料界面研究刘立洵，李俊伟，张志谦，黄玉东（哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨150001）摘要：采用!射线预辐照固相接枝和偶联剂分别对聚丙稀粉粒（PP）和玻璃纤维（GF）进行表面改性.研究接枝PP在基体中的含量、玻璃纤维经偶联剂处理对复合材料层间剪切强度（ILSS）、拉伸强度的影响.通过SEM对复合材料的拉伸断口进行了分析.关键词：聚丙烯；玻璃纤维；表面

2、；界面；复合材料中图分类号：TB332文献标识码：AInterfaceofglassfiber/polypropylenecompositesLIULi-xun，LIJun-wei，ZHANGZhi-gian，HUANGYu-dong（DepartmentofAppiiedChemistry，HarbinInstituteofTechnoiogy，Harbin150001，China）Abstract：SurfaceofPPpowderandshortgiassfiberismodifiedwithGammarayspreirradiationinsoiids

3、tateandcoupiingagents.EffectofcontentofgraftedPPinthematrixandthemodificationofgiass-fiberwithcoupiingagentsonILSSandtensiiestrengthofgiassfiber/poiypropyienecompositesarestudied，Meanwhiie，thetensiiefractrueofthesecompositesisanaiysedbySEM.Keywords：poiypropyiene；giassfiber；surface；i

4、nkterface；composite聚丙烯（PP）是低成本、性能优异用途广泛的1实验部分工程塑料，但作为复合材料的基体时，由于熔体对玻璃纤维浸润性差，界面粘结强度低，影响热塑性1.1PP预辐照固相接枝复合材料性能的发挥，而限制该材料的应用.为了PP经剂量为20kGy!射线预辐照后，放入提高界面粘结强度、采用预辐照方法在PP粉粒表4moi/L马来酸酐溶液中反应20min，水冲洗后经面固相接枝了马来酸酐，按一定比例加入PP基体丙酮洗涤去除未反应物和均聚物.中，同时对玻璃纤维表面分别进行二种不同浓度1.2GF表面偶联剂处理的偶联剂处理.并采用悬浮沉积方法制备GF/

5、PPA151和A1120分别配成1%的乙醇溶液，润毡状片材料（GMTS），层叠一定厚度，通过模压工湿GF20C干燥30min后110C处理10min.艺制备GF/PP复合材料［1］.研究了界面改性前后1.3GMTS制备将经过偶联剂处理的GF切成10mm长的短对GF/PP复合材料层间剪切强度、拉伸强度的影纤维按比例称取PP和接枝PP、分别放入悬浮沉响.同时还对拉伸断口进行了扫描电镜分析，表明积机中分散，放出水分散液后使GF和PP粉均匀在PP基体中加入接枝PP和对GF进行偶联剂处沉积在不锈钢网上，室温自然晾干后，100C干燥理.可明显提高GF/PP复合材料界面粘结

6、强度和［2］10min.拉伸强度.1.4GF/PP复合材料制备将GMTS叠层一定厚度入模具中，合模后在收稿日期：1999-10-11压机上升温至190C保温7min，0.7MPa压力成作者简介：刘立洵（1962-），女，工程师.型；自然降温脱模，供测试用.·l06·材料科学与工艺第8卷GF分别经Al5l、All20处理均有改善界面性2结果与讨论能的作用，二者相比较，All20处理，在接枝PP加2.1接枝PP对GF/PP复合材料界面的改性入后层间剪切强度提高显著.这是由于GF经非极性的PP对GF表面浸润性差，分子间相All20处理后在GF表面上引入的氨基官能团与

7、互作用的弱范德华力使得界面粘结强度低.用马接枝PP中的酸酐官能团反应生成了跨越界面的来酸酐接枝改性的PP是在PP大分子上引入了极化学键［5］，从而使界面粘结强度提高.性基团，因此，接枝PP的加入可提高GF对PP的All20处理的GF，接枝PP加入5%时可使浸润性和界面层分子间的相互作用，使得界面粘ILSS显著提高，但随加入量的增加，ILSS提高缓结强度提高，如图l所示.慢.这可能是由于GF表面偶合的聚硅氧烷与氨基形成的酰胺基会对邻近的氨基有空间位阻作用.因此接枝酸酐的PP继续增加，不会使界面化学键数目提高，所以ILSS提高不明显.2.3界面改性对GF/PP复合

8、材料拉伸强度的影响GF/PP复合材料是