纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展

纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展

第15卷　第5期

2007年10月

材　料　科　学　与　工　艺

MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGY

Vol115No15Oct.,2007

纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展

陈　平,陆　春,于　祺,李俊燕

(大连理工大学化工学院,辽宁大连116012,E2mail:chenping898@sohu.com)

摘　要:纤维增强热塑性树脂基复合材料具有优良的耐化学药品性、生产周期短、,克服了热固性树脂基复合材料韧性差,断裂延伸率低,,承载能力要求高的场合得到应用.本文从复合材料界面设计思想入手/进展,.关键词:复合材料;界面改性;;中图分类号:TQ323

:0299(2007)05-0665-05

ofinterfaceoffiberreinforcedthermoplasticcomposite

CHENPing,LUChun,YUQi,LIJun2yan

(CollegeofChemicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,China,

E2mail:chenping898@sohu.com)

Abstract:Fibrereinforcedthermoplasticcompositehasexcellentpropertiesinchemicalresistant,shortermanufacturecycle,andcanbereprocessetc.Itcanovercomemanydisadvantagesofthethermosetcomposite,suchas,lowtenacity,lowextensionrateandearlystresscrazeandsoon.Itcanbeusedinharshenvironmentandinthesituationthatrequirehigherloadcapacity.Inthispaper,theadvanceinthestudyofinterfaceoffi2bre/thermoplasticcompositewasreviewedaccordingtotheprincipleofcompositeinterfacialdesign,andtheadvantageanddisadvantageoftheinterfacialtestingmethodswiththeShear2lagmodelwereanalyzed.Keywords:composites;interfacemodify;interfacetoken;interfaceintensity;microcosmicmechanics

　　纤维增强树脂基复合材料由纤维和树脂基体两部分组成,纤维起承担载荷的作用,树脂均匀传

递应力,界面在应力传递的过程中起到关键的作用,是纤维与树脂间应力传递的纽带.随着对复合材料界面性能研究的不断的深入,人们发现纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键合及纤维与树脂间的机械嵌合作用等因素对复合材料的性能影响

[1]

显著,并以此设计出一系列提高界面粘接强度的方法,有效地提高了纤维复合材料的界面性能.本文从复合材料界面设计思想入手,评述了纤维/热塑性复合材料界面的最新研究进展,并结合剪滞法对微复合材料的界面测试方法进行了分析与讨论.

收稿日期:2005-04-08.

基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2003AA305130);

辽宁省航空专项基金资助项目(20044002).

作者简介:陈　平(1964-),男,教授,博士生导师.

1　界面改性的研究

复合材料界面改性的设计思想是通过改变树脂对纤维的浸润性、纤维和树脂的键合及纤维与树脂间的机械嵌合作用,来提高复合材料的界面强度,包括纤维的表面处理和树脂基体的改性两种方法.111　纤维的表面处理

111.1　硅烷偶联剂对纤维表面处理

硅烷偶联剂是在分子中同时具有两种不同的反应性基团的有机硅化合物,其化学结构可用通式YRSiX3来表示.X为可水解性基团,通常是烷氧基、卤素及酰氧基等,能够与无机材料发生化学反应,或吸附在材料表面,从而提高树脂与无机材料的亲和性.Y代表可与聚合物进行反应的有机官能团,如乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酸基等.因此,通过硅烷偶联剂能使两种不同性质的材料很好地“偶联”起来,即形成无机相-硅烷偶联