水性杂化涂层对玻璃纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响

发布时间：2021-03-07 19:09

　　玻璃纤维（GF）增强树脂基复合材料（GFRP）因其重量轻、耐腐蚀、电绝缘性好、传热慢、比强度高等优异性能而被广泛应用。但是,玻璃纤维与树脂基体之间不易润湿,使得其复合材料界面结合较弱,为此,常利用偶联剂对玻璃纤维进行表面处理,使树脂与玻璃纤维之间形成牢固的界面结合。但由于玻璃纤维与树脂基体之间的线性膨胀系数相差很大,当复合材料在高温下使用时,容易产生界面破坏。为了使玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在高温下,仍有良好的界面结合性能。本文设计合成了热线性膨胀系数介于玻璃纤维与环氧树脂之间的水性杂化上浆剂,利用合成的杂化上浆剂通过对GF表面进行处理,改善玻璃纤维对基体的润湿性能,并以环氧树脂（EP）为基体,制备GF/EP复合材料。并对复合材料在常温和150°C高温下的界面破坏行为研究,探索玻璃纤维增强树脂基复合材料在实际应用中界面破坏规律,为提高玻璃纤维增强复合材料的界面性能和耐热性能提供基础研究。首先,根据玻璃纤维和环氧树脂基体的特性进行研究及配方优化,以原位聚合方式,设计合成水性环氧树脂（WEP/SiO2）杂化上浆剂。并利用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热机械分析仪... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 玻璃纤维概述
        1.1.1 玻璃纤维的分类及其成分组成
        1.1.2 玻璃纤维的性能
        1.1.3 玻璃纤维及其复合材料的应用
    1.2 环氧树脂概述
    1.3 玻璃纤维/环氧树脂复合材料概述
        1.3.1 玻璃纤维/环氧树脂复合材料成型工艺
        1.3.2 玻璃纤维/环氧树脂复合材料性能及应用
    1.4 玻璃纤维/环氧树脂复合材料的界面
        1.4.1 界面层的形成
        1.4.2 界面作用理论
        1.4.3 界面层优化
        1.4.4 水性杂化涂层对界面的优化作用
    1.5 论文研究的目的与意义
    1.6 论文的主要内容与创新点
        1.6.1 论文的主要内容
        1.6.2 论文的创新点
第二章 水性杂化上浆剂的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料及设备
        2.2.2 实验主要设备
        2.2.3 水性杂化上浆剂的设计及制备
        2.2.4 水性杂化上浆剂的结构和性能分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 水性杂化上浆剂的形貌
        2.3.2 水性杂化上浆剂固化膜力学性能
        2.3.3 水性杂化上浆剂固化膜热膨胀系数
        2.3.4 水性杂化上浆剂固化膜热稳定性能
        2.3.5 水性杂化上浆剂固化膜的结构分析
    2.4 本章小结
第三章 水性杂化上浆剂对玻璃纤维的表面改性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及试剂
        3.2.2 实验主要设备
        3.2.3 玻璃纤维的表面处理
        3.2.4 表面改性玻璃纤维的分析测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表面改性玻璃纤维涂层含量
        3.3.2 表面改性玻璃纤维的结构形貌
        3.3.3 表面改性玻璃纤维的热震稳定性能
        3.3.4 表面改性玻璃纤维的润湿性能
        3.3.5 表面改性玻璃纤维的力学性能
    3.4 本章小结
第四章 水性杂化涂层对玻璃纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原材料及试剂
        4.2.2 实验主要设备
        4.2.3 单根玻璃纤维/环氧树脂复合材料试样的制备
        4.2.4 单玻璃纤维复合材料界面剪切强度测试
        4.2.5 玻璃纤维复合材料耐热性能的测试
        4.2.6 玻璃纤维复合材料界面形貌观察
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 水性杂化涂层对玻璃纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响
        4.3.2 水性杂化涂层对玻璃纤维/环氧树脂复合材料耐高温性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
硕士期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]玻璃纤维的应用与发展[J]. 赵家琪,赵晓明,李锦芳,郭映雪.  成都纺织高等专科学校学报. 2015(03)
[2]高性能玻璃纤维研究[J]. 祖群.  玻璃纤维. 2012(05)
[3]玻璃纤维的性能及其产品的开发[J]. 徐凤,聂琼,徐红.  轻纺工业与技术. 2011(05)
[4]芳纶纤维/SMPU-SiO2复合材料的界面性能研究[J]. 徐龙彬,傅雅琴,倪庆清.  高分子学报. 2011(10)
[5]玻璃纤维新的应用领域及发展[J]. 刘新年,张红林,贺祯,田鹏.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2009(05)
[6]玻璃纤维表面处理技术研究进展[J]. 曹淑伟,张大海,管艳丽,高永栓,范锦鹏.  宇航材料工艺. 2009(01)
[7]努力开发玻璃纤维应用新局面[J]. 姜肇中.  玻璃纤维. 2008(04)
[8]树脂基复合材料成型工艺研究进展[J]. 乔东,胡红.  塑料工业. 2008(S1)
[9]纤维接触角测定方法研究[J]. 蒋秋林,赵其明.  合成纤维. 2008(05)
[10]单纤维段裂试验评述[J]. 戴瑛,嵇醒.  力学进展. 2006(02)

博士论文
[1]玻璃纤维浸润剂分子设计及其对复合材料界面性能的影响[D]. 王冬至.山东大学 2014
[2]玄武岩纤维的性能及其增强热塑性复合材料的界面改性[D]. 应淑妮.华东理工大学 2011

硕士论文
[1]玄武岩纤维的表面处理及其复合材料性能研究[D]. 杨佳慧.东华大学 2015
[2]石墨烯/环氧树脂基复合材料的制备与性能研究[D]. 王永凯.郑州大学 2013
[3]机器玻璃钢覆盖件工艺的研究[D]. 吕宏展.重庆大学 2008
[4]玻璃纤维/聚合物基复合材料界面粘结强度的实验与理论研究[D]. 王恒武.武汉理工大学 2003



本文编号：3069650