酰胺酸杂化乳液的合成及其对玄武岩纤维的表面改性研究

发布时间：2022-02-20 01:30

　　采用高性能纤维作为聚合物的增强材料,可望得到轻质、高强的聚合物复合材料。玄武岩纤维具备玻璃纤维和碳纤维类似的优异的力学性能,同时还具有良好的耐腐蚀性能,受到材料研究者的广泛关注。要获得性能良好的复合材料,必须在增强材料与聚合物基体间形成良好的界面粘结。本文合成一种耐高温性能突出的酰胺酸杂化乳液,实现对玄武岩纤维的表面改性,为了使玄武岩纤维增强聚合物基复合材料的界面结合强度得到改善和提高。主要的研究内容及结果如下:论文采用氧化石墨烯和改性SiO2纳米粒子对酰胺酸乳液进行改性,合成了氧化石墨烯、纳米SiO2/酰胺酸杂化乳液,研究了乳液的稳定性和耐高温性能,并使用杂化乳液对玄武岩纤维进行表面处理,通过EDS、SEM、AFM等手段对纤维表面乳液的涂覆情况,纤维的拉伸性能以及玄武岩纤维增强环氧树脂的界面剪切性能进行研究。结果表明氧化石墨烯和纳米SiO2/酰胺酸杂化乳液的分散均匀、稳定性良好,耐热性能好;涂覆后的纤维表面粗糙度增加,单丝拉伸强度提高,氧化石墨烯/酰胺酸杂化乳液处理后的玄武岩纤维与环氧树脂间的IFSS由14.44 MPa增加到25.6 MPa,提升了 77.28%,纳米SiO2/酰胺... 

【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】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 玄武岩纤维国内外研究进展
        1.2.1 玄武岩纤维基本性能
        1.2.2 玄武岩纤维的应用研究进展
        1.2.3 纤维增强复合材料界面理论
        1.2.4 玄武岩纤维增强复合材料及其界面研究
    1.3 纤维表面改性方法
    1.4 玄武岩纤维乳液研究进展
    1.5 氧化石墨烯的性质和应用
    1.6 纳米SiO_2的性质和应用
    1.7 课题研究思路及内容
第2章 GO/酰胺酸乳液的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器设备
        2.2.1 实验原材料
        2.2.2 氧化石墨烯的制备
        2.2.3 氧化石墨烯/酰胺酸乳液的制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 不同原料配比对乳液特性的影响
        2.3.2 粒子结构与成分表征
        2.3.3 乳液的热稳定性分析
    2.4 本章小结
第3章 GO/酰胺酸乳液对玄武岩纤维表面改性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料与仪器设备
        3.2.2 试样制备
        3.2.3 分析与测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 GO含量对玄武岩纤维表面形貌的影响
        3.3.2 GO含量对玄武岩纤维单丝拉伸性能的影响
        3.3.3 不同GO含量对BF/环氧树脂界面剪切强度的影响
        3.3.4 复合材料断裂面形貌分析
    3.4 本章小结
第4章 纳米SiO_2/酰胺酸乳液的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 实验材料与仪器设备
        4.2.1 实验原材料
        4.2.2 纳米SiO_2/酰胺酸乳液的制备
        4.2.3 测试与表征
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 不同原料配比对乳液特性的影响
        4.3.2 粒子结构与成分表征
        4.3.3 乳液的热稳定性分析
    4.4 本章小结
第5章 纳米SiO_2/酰胺酸乳液对玄武岩纤维表面改性
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料与仪器设备
        5.2.2 试样制备
        5.2.3 分析与测试
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 纳米SiO_2含量对玄武岩纤维表面形貌的影响
        5.3.2 纳米SiO_2含量对玄武岩纤维拉伸性能的影响
        5.3.3 不同纳米SiO_2含量对BF/环氧树脂界面剪切强度的影响
        5.3.4 复合材料断裂面形貌分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 论文主要结论
    6.2 工作展望
参考文献
硕士在读期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维的性能及应用[J]. 魏晨,郭荣辉.  纺织科学与工程学报. 2019(03)
[2]水中氧化石墨烯稳定性研究[J]. 方华,章婷婷,王铻葶,于江华,曹惠忠.  化工新型材料. 2019(02)
[3]复配酰胺酸乳液改性玻璃纤维增强环氧树脂界面性能的研究[J]. 叶英,刘媛,李敏,郭兵兵,周晓东.  玻璃钢/复合材料. 2018(07)
[4]早龄期玄武岩纤维水泥土的强度及变形特性[J]. 陈峰.  深圳大学学报(理工版). 2017(06)
[5]玄武岩纤维混凝土隧道衬砌承载特性模型试验研究[J]. 崔光耀,王道远,倪嵩陟,朱长安,袁金秀,周济民.  岩土工程学报. 2017(02)
[6]玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维的制备及表征分析[J]. 储长流,周敏东,乔张彭,刘燕飞,江家兵.  化工新型材料. 2015(05)
[7]氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能[J]. 叶国锐,晏义伍,曹海琳.  复合材料学报. 2014(06)
[8]纤维增强复合材料界面理论的研究[J]. 陈同海,贾明印,杨彦峰,薛平,苗立荣.  当代化工. 2013(11)
[9]等离子体改性对玄武岩/聚丙烯复合材料性能的影响[J]. 毕松梅,朱钦钦,赵堃,储彭黄.  产业用纺织品. 2013(06)
[10]玄武岩纤维及其复合材料的研究进展[J]. 林希宁,张凤林,周玉梅.  玻璃纤维. 2013(02)

博士论文
[1]γ-射线辐照改性对芳纶纤维及其复合材料性能的影响[D]. 张艳华.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]BFRP耐腐蚀及疲劳性能提升方法研究[D]. 陈思锜.东南大学 2017
[2]改性玄武岩纤维及其复合材料力学性能研究[D]. 何昊.哈尔滨工业大学 2011
[3]玄武岩连续纤维专用浸润剂的研究[D]. 姜雪.哈尔滨工业大学 2009
[4]玄武岩连续纤维及其混杂复合材料性能评价[D]. 魏斌.哈尔滨工业大学 2008
[5]纳米SiO2的修饰及其纳米复合材料的制备[D]. 刘颖.天津大学 2006



本文编号：3634028