国产高强高模聚乙烯醇纤维的表面改性及其复合材料的界面调控

发布时间：2018-12-05 20:54

【摘要】：本文从提高水泥基复合材料的韧性出发,并考虑到环保和节约能源的问题,采用大掺量的粉煤灰(质量比60%)来替代水泥的用量,并采用低掺量的PVA纤维(体积比≤2%)制备PVA纤维增韧水泥基复合材料。研究了PVA纤维表面上浆和润滑处理对纤维力学性能(浸润性、力学性能、表面特征)和水泥基复合材料抗压、抗弯力学性能的影响,并通过单纤维抽拔、断面观察等手段,研究了表面处理前后PVA纤维和水泥基体之间的界面粘结和纤维在水泥中的分散情况。通过实验分析,得到如下结论:1)SEM照片显示,分别经过不同含量上浆剂和润滑剂处理的PVA纤维表面,没有了竖状沟壑,表面附着了一层膜。2)PVA纤维经过上浆剂含量(100g/L)处理后,PVA纤维上浆率、纤维接触角、纤维抗拉强度分别为1.9%,84.1°,1700.8MPa,大大降低了PVA纤维的亲水性。PVA纤维经过润滑剂含量(100g/L)处理后,PVA纤维增重率、纤维接触角、纤维抗拉强度分别为1.5%,68.5°,1696.3MPa,在一定程度上降低了纤维的亲水性。经过上浆和润滑处理后,PVA纤维的强度下降2%,模量下降14%,断裂伸长率增加20%。3)PVA纤维增韧水泥试样的抗压试验表明,可知PVA纤维表面分别经过上浆剂和润滑剂的处理,随着上浆剂和润滑剂含量的不断提高,其纤维增强水泥试样的抗压强度有一定的下降。PVA纤维分别经过含量(100g/L)上浆剂和含量(100g/L)的润滑剂处理时,其纤维增强水泥的抗压强度,仍可以达到20MPa左右,保持了一定的抗压强度。4)PVA纤维增韧水泥的三点弯曲试验表明,可知PVA纤维表面分别经过上浆剂和润滑剂处理,随着上浆剂和润滑剂含量的不断提高,其纤维增韧水泥试样的抗折强度总体呈下降的趋势。PVA纤维表面分别经过上浆剂含量(100g/L)和润滑剂含量(100g/L)时,在保持一定的抗折强度的同时,其纤维增强水泥的断裂韧性最好。结合PVA纤维增强水泥试样的裂纹扩展特征,可知随着上浆剂和润滑剂含量的提高,PVA纤维增强水泥试块裂缝从一条增加了三条以上,其中分别经过上浆剂含量(100g/L)和润滑剂含量(100g/L)处理的PVA纤维增强水泥试样,它们分别出现了许多微小的裂纹,更加说明了经过上浆剂含量(100g/L)和润滑剂含量(100g/L)处理的PVA纤维水泥基试样,其韧性得到了明显的改善。5)通过PVA单根纤维抽拔测试,随着上浆剂和润滑剂含量的不断提高,其纤维增韧水泥试样界面强度、脱粘能量、滑移硬化系数,总体呈现下降的趋势。可知PVA纤维经过上浆剂含量(100g/L)处理时,其纤维与水泥之间的粘结对提高其纤维增韧效果最好,其纤维界面强度1.7MPa,脱粘能量为1.8J/3，

本文编号：2365459