资源描述：
《玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料界面性能的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第28卷第2期 塑料工业Vol28No22000年3月CHINAPLASTICSINDUSTRYMar2000X3玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料界面性能的研究顾有伟 孙文强(北京化工大学材料科学与工程学院,100029) 本文通过对复合材料力学性能的测试以及SEM扫描电镜等方法,研究了采用高温上胶剂处理前后的玻璃纤维对复合材料的影响。实验结果表明:玻纤经高温上胶剂处理后,复合材料的力学性能得到明显提高,界面粘结性能得到改善。关键词:玻璃纤维 聚醚醚酮 复合材料 界面PEEK是一种耐高温、耐化学试剂和刚、韧性优异面宏观的表现
2、为复合材料的力学性能差,玻纤基本上的特种高分子材料,已在各个领域得到了应用。近年来,人们致力于复合材料,特别是高性能复合材料界面工程的研究,试图引入有利于纤维与树脂的粘结及形成有利于应力松弛的界面层或界面调节剂,以制取综合性能优异的复合材料。本文采用一种高温上胶剂(溶剂型耐热高分子材料)改善玻璃的表面缺陷,强化与基体树脂的粘结力,并使其在加工温度高达400℃时仍保护良好的加工性能。1 实验部分111 主要原材料PEEK(特性粘度0178):吉林大学;玻璃纤维3K:ab南京玻纤院;高温上胶剂A:北京化工大学自制;高温图1 玻纤的表
3、面处理对界面粘结性能的影响上胶剂B:北京化工大学自制;稀盐酸:北京化学试剂Fig1Effectofsurfacetreatmentofglassfiberoninterfaceperformence研究所。a-玻纤未经表面处理;b-玻纤表面经稀酸处理112 设备高温脱胶上胶机:自制;SJ-20单螺杆挤出机:哈尔滨塑料机械厂;M20-55精密注射机:香港奥克兰公司;M80-210精密注射机:香港奥克兰公司;电热干燥箱202-1:江苏东台电器厂;扫描电子显微镜H-800-1:日本日立制作所;万能材料试验机IN2STRON-1185:
4、英国。113 试样制备将玻纤在高温下脱胶,分别用上胶剂A和B浸渍,烘干;PEEK粉料在150℃下烘4h;经处理过的玻纤、PEEK,经单螺杆挤出机造粒后注塑成型,制成各ab标准样条。图2 经上胶剂A处理后的玻纤对树脂粘合性的影响2 结果与讨论Fig2EffectofglassfibertreatedbytreatingagentA211 玻纤表面处理及上胶剂对界面粘结性能的影响onresinadhesiveforce从图1a中可见,未经表面处理的玻纤表面光滑与a-玻纤经上胶剂A处理后;基体树脂PEEK的粘结性很差,受力时被光滑的从
5、树b-玻纤经上胶剂A处理后与基体树脂界面粘合性鱼鳞状纹脂基中拔出,在树脂基表面留下光滑的孔洞,这样的界X国家“九五”重点攻关项目作者简介:顾有伟,女,教授,主要从事耐高温材料的研究工作,承担国家‘七五’、‘八五’、‘九五’项目多项。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第28卷第2期顾有伟 孙文强:玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料界面性能的研究·41·没有起到增强作用。从图1b可见玻纤经稀酸刻蚀处理后,与基体树脂的粘结性有所提高,受力时,从树脂中
6、拔出表面粘附少量树脂,但由于稀酸的刻蚀,使玻璃表面形成缺陷,实际表现为复合材料强度增加不明显。从图2可以看到,经高温上胶剂A处理后的玻纤与树脂的粘合性明显增加。当玻纤受力从基体树脂中拔出时,表面粘附大量基体树脂,与基体树脂紧密包复,且拉成明显的鱼鳞片状,显示出玻纤与树脂良好的粘结性。212 玻纤表面处理对力学性能的影响cd表1 上胶剂A、B及未上胶20%GF增强PEEK的力学性能图3 玻纤增强PEEK复合材料冲击断面的SEM照片Tab1MechanicalpropertiesofPEEKreinforcedbyglassfibe
7、rsFig3SEMphotooffractureofPEEKcompositetreatedbytreatingagentsAandBandnontreatedglassfiberreinforcedbyglassfiber拉伸拉伸断裂伸弯曲弯曲冲击缺口冲a-以GF为边界的裂纹网络;b-以GF为核心的网络;强度/模量/长率,强度/模量/强度/击强度/c-横向GF对纵向裂纹的阻止;d-纵向GF对横向裂纹的阻止MPaMPa%MPaMPa-1-1J·mJ·m从图3(a-d)的玻纤增强PEEK复合材料冲击断面的上胶剂A151819521
8、22226.8873184.3SEM照片可以清晰的看到,图3a、b当受到外力时,裂上胶剂B15281962122256.8772384.9未上胶1256.802.31905.6869381.5纹的发展纹路不是沿线性方向发展,而是沿GF为核心,形成网络状图形发展,
