酰胺酸乳液的合成及其对玻璃纤维的表面改性研究
发布时间：2020-12-08 09:24
玻璃纤维（GF）和树脂之间的界面对提高复合材料性能的有着重要作用。本文合成了酰胺酸乳液（SP-1）,并添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）进行复配（SP-2）。通过纳米粒度分析仪、全功能稳定性分析仪、热重（TG）和透射电子显微镜（TEM）等表征乳液的粒径分布、稳定性和耐热性等性能。利用扫描电镜（SEM）和光学显微镜研究不同乳液种类、浓度和处理温度下玻璃纤维的表面形貌和直径变化,并对纤维的单丝拉伸性能进行测试。采用微脱黏法研究GF与PPS和环氧树脂的界面结合情况,测试在不同乳液浓度和温度以及湿热处理下的界面剪切强度（IFSS）,并用SEM对脱黏界面和复合材料断面情况进行观察。结果表明:BTDA:ODA=1.2:1,制备的乳液粒径分布均匀,稳定性良好,粒子带负电,呈核壳型结构。干燥后的膜层组分富含酰亚胺的特征吸收峰,拥有良好的热稳定性。乳液膜层对纤维有较好的包覆,在复配乳液固含量为0.4%时,复配乳液涂覆量为1.184%,平均包覆厚度为0.15μm,拉伸强度从1.439 GPa提升到1.448GPa。温度升高,膜层与GF表面的化学键作用增强,GF拉伸强度升高。乳液涂覆促进GF与树脂间的机械铆合和相...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
玻璃纤维与基体界面区示意图[U31
??图１．２玻璃纤维表面处理方法分类图??Ｆｉｇ?１．２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｆｉｂｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ??对常用的玻璃纤维表面处理方法进行总结，如图１．２所示。目前常用的方法有表面??沉积无机物，氧化处理、电聚合处理、表面涂层处理、接枝处理及等离子体处理等。??１．３．２．１表面沉积无机物??表面沉积无机物中也叫有稀土元素处理［２＼通过在ＧＦ表面蒙脱土、淀粉纳米晶、纳米??丁１０２等，一方面改善界面的结合性能，另一方面改善玻璃纤维的导电性、光催化性能等。??陈小婷等Ｍ在ＧＦ表面沉积蒙脱土，发现ＧＦ与环氧树脂的ＩＦＳＳ増加３８．８７％，ＧＦ与聚??丙烯的ＩＦＳＳ增加１０６．７９％。聂琴等［２７］在ＧＦ表面沉积淀粉纳米晶，淀粉纳米晶对ＧＦ表??面有较好的包覆与保护作用，并且与环氧树脂之间的ＩＦＳＳ提升了?５３％。林中信等［１８］在??ＧＦ表面沉积纳米Ｔｉ０２提升了光催化性能。??１．３．２．２偶联剂处理［２８＿３ｆｆｌ??Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ?Ｏｒｇａｎｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｉ??Ｇｒｏｕｐ?Ｘ?ｘ?Ｇｒｏｕｐ?Ｙ??Ｔ?Ｘ－Ｓｉ－ＣＨ＾Ｙ?
?第５页??在玻璃纤维的表面处理中，最常用的方法为偶联剂处理，其中硅烷偶联剂使用最为??广泛。偶联剂的作用机理如图１．３所示，硅烷偶联剂的Ｘ基团为烷氧基，例如乙氧基和??甲氧基，水解后产生羟基，可以与ＧＦ表面的硅羟基相互作用，如与ＧＦ表面的硅羟基??反应生成Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ基团或者发生氢键作用力。硅烷偶联剂另一边的Ｙ活性基团，可与聚??合物等发生化学作用，比如－Ｃ＝Ｃ－可参与不饱和聚酯的固化过程，－＞＾２可参与环氧树脂??的固化过程。常用的基团有氨基，乙烯基，甲基丙烯酰氧基或缩水甘油氧基。Ｙ活性基??团不同，偶联剂种类也不同，常用的偶联剂种类有乙烯基类、氨烃基类、环氧烃基类、??季铵烃基类等。在实际应用中，需要根据基体来选用不同的偶联剂，如表１．２所示。偶??联剂的使用通常只影响热固性树脂
【参考文献】：
期刊论文
[1]淀粉纳米晶对玻璃纤维的表面改性研究[J]. 聂琴,陈袁曦,常瑶,周晓东. 工程塑料应用. 2017(06)
[2]表面修饰碳纳米管对玻璃纤维及复合材料的性能影响[J]. 汪庆卫,吴欣,王宏志,宁伟,刘国强,李金龙. 功能材料. 2015(23)
[3]水性上浆剂对碳纤维表面及碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响[J]. 水兴瑶,刘猛,朱曜峰,傅雅琴. 复合材料学报. 2016(02)
[4]含碳纳米管上浆剂的制备及对碳纤维/环氧树脂复合材料界面的影响[J]. 李娜,王志平,刘刚,张兴祥. 高分子材料科学与工程. 2015(03)
[5]SiO2微球修饰浸润剂对玻璃纤维及复合材料性能的影响[J]. 汪庆卫,罗理达,宁伟,王宏志,吴欣. 硅酸盐通报. 2015(01)
[6]树脂基复合材料在航天飞行器气动热防护上的应用研究[J]. 蒋凌澜,陈阳. 玻璃钢/复合材料. 2014(07)
[7]玻纤浸润剂组分对环氧基复合材料界面性能的影响[J]. 刘颖,宋伟,于水,张焱. 玻璃纤维. 2013(03)
[8]纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响[J]. 李伟,姜蕾蕾,黄伣丽,梁西良. 化学与黏合. 2012(02)
[9]多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究[J]. 吕晓敏,孙志杰,李敏,顾轶卓,张佐光. 玻璃钢/复合材料. 2012(01)
[10]玻璃纤维丙烯酸接枝改性研究[J]. 黄寅峰,张明祖,孟菊雯,徐玲妍. 苏州大学学报(自然科学版). 2011(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]基于上浆法的界面设计及其对CFRP界面性能影响研究[D]. 张舒.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]有机蒙脱土对玻璃纤维的表面改性研究[D]. 陈小婷.华东理工大学 2015
本文编号：2904858
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
玻璃纤维与基体界面区示意图[U31
??图１．２玻璃纤维表面处理方法分类图??Ｆｉｇ?１．２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｆｉｂｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ??对常用的玻璃纤维表面处理方法进行总结，如图１．２所示。目前常用的方法有表面??沉积无机物，氧化处理、电聚合处理、表面涂层处理、接枝处理及等离子体处理等。??１．３．２．１表面沉积无机物??表面沉积无机物中也叫有稀土元素处理［２＼通过在ＧＦ表面蒙脱土、淀粉纳米晶、纳米??丁１０２等，一方面改善界面的结合性能，另一方面改善玻璃纤维的导电性、光催化性能等。??陈小婷等Ｍ在ＧＦ表面沉积蒙脱土，发现ＧＦ与环氧树脂的ＩＦＳＳ増加３８．８７％，ＧＦ与聚??丙烯的ＩＦＳＳ增加１０６．７９％。聂琴等［２７］在ＧＦ表面沉积淀粉纳米晶，淀粉纳米晶对ＧＦ表??面有较好的包覆与保护作用，并且与环氧树脂之间的ＩＦＳＳ提升了?５３％。林中信等［１８］在??ＧＦ表面沉积纳米Ｔｉ０２提升了光催化性能。??１．３．２．２偶联剂处理［２８＿３ｆｆｌ??Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ?Ｏｒｇａｎｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｉ??Ｇｒｏｕｐ?Ｘ?ｘ?Ｇｒｏｕｐ?Ｙ??Ｔ?Ｘ－Ｓｉ－ＣＨ＾Ｙ?
?第５页??在玻璃纤维的表面处理中，最常用的方法为偶联剂处理，其中硅烷偶联剂使用最为??广泛。偶联剂的作用机理如图１．３所示，硅烷偶联剂的Ｘ基团为烷氧基，例如乙氧基和??甲氧基，水解后产生羟基，可以与ＧＦ表面的硅羟基相互作用，如与ＧＦ表面的硅羟基??反应生成Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ基团或者发生氢键作用力。硅烷偶联剂另一边的Ｙ活性基团，可与聚??合物等发生化学作用，比如－Ｃ＝Ｃ－可参与不饱和聚酯的固化过程，－＞＾２可参与环氧树脂??的固化过程。常用的基团有氨基，乙烯基，甲基丙烯酰氧基或缩水甘油氧基。Ｙ活性基??团不同，偶联剂种类也不同，常用的偶联剂种类有乙烯基类、氨烃基类、环氧烃基类、??季铵烃基类等。在实际应用中，需要根据基体来选用不同的偶联剂，如表１．２所示。偶??联剂的使用通常只影响热固性树脂
【参考文献】：
期刊论文
[1]淀粉纳米晶对玻璃纤维的表面改性研究[J]. 聂琴,陈袁曦,常瑶,周晓东. 工程塑料应用. 2017(06)
[2]表面修饰碳纳米管对玻璃纤维及复合材料的性能影响[J]. 汪庆卫,吴欣,王宏志,宁伟,刘国强,李金龙. 功能材料. 2015(23)
[3]水性上浆剂对碳纤维表面及碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响[J]. 水兴瑶,刘猛,朱曜峰,傅雅琴. 复合材料学报. 2016(02)
[4]含碳纳米管上浆剂的制备及对碳纤维/环氧树脂复合材料界面的影响[J]. 李娜,王志平,刘刚,张兴祥. 高分子材料科学与工程. 2015(03)
[5]SiO2微球修饰浸润剂对玻璃纤维及复合材料性能的影响[J]. 汪庆卫,罗理达,宁伟,王宏志,吴欣. 硅酸盐通报. 2015(01)
[6]树脂基复合材料在航天飞行器气动热防护上的应用研究[J]. 蒋凌澜,陈阳. 玻璃钢/复合材料. 2014(07)
[7]玻纤浸润剂组分对环氧基复合材料界面性能的影响[J]. 刘颖,宋伟,于水,张焱. 玻璃纤维. 2013(03)
[8]纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响[J]. 李伟,姜蕾蕾,黄伣丽,梁西良. 化学与黏合. 2012(02)
[9]多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究[J]. 吕晓敏,孙志杰,李敏,顾轶卓,张佐光. 玻璃钢/复合材料. 2012(01)
[10]玻璃纤维丙烯酸接枝改性研究[J]. 黄寅峰,张明祖,孟菊雯,徐玲妍. 苏州大学学报(自然科学版). 2011(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]基于上浆法的界面设计及其对CFRP界面性能影响研究[D]. 张舒.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]有机蒙脱土对玻璃纤维的表面改性研究[D]. 陈小婷.华东理工大学 2015
本文编号：2904858
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