超高分子量聚乙烯纖維-碳纖維混雜輕質(zhì)復合材料結(jié)構(gòu)件的研制.pdf

1、論文針對超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維粘接性差,沒有合適的既能與之獲的良好粘接界面又可以獲得良好結(jié)構(gòu)強度的樹脂基體的問題,展開了纖維表面的鉻酸氧化處理、合成VE樹脂以及采用碳纖維進行混雜三種途徑的研究.在纖維的表面處理部分,研究了不同配方以及處理工藝參數(shù)的鉻酸體系的氧化效果,確定最佳配方K<,2>Cr<,2>O<,7>:H<,2>O:H<,2>SO<,4>為10:16:140,最佳處理溫度為85℃,處理速度為6cm/s;借助于FT

2、IR、SEM等分析手段對處理機理以及處理后纖維表面形貌進行了表征;通過自制的單絲拔出實驗裝置對處理前后纖維的粘接性進行了測試,發(fā)現(xiàn)鉻酸對UHMWPE纖維的表面處理具有很好的效果,DC88的處理效果比DC85好,處理后的纖維表面形成了羥基、羧基等極性基團.氧化作用較容易發(fā)生在非晶區(qū).在 VE樹脂的合成及表征部分,研究確定了反應的最佳物料配比以及反應條件,對合成機理以及影響因素進行了探討;借助于FTIR、DMA、DTA、TGA、SEM等測試

3、分析手段對樹脂的性能進行了表征.發(fā)現(xiàn)VEI的熱性能以及力學性能要好于VEII,兩種樹脂相對E-51環(huán)氧樹脂來說,均具有良好的粘接性,且兩種樹脂對UHMWPE纖維的粘接性比較接近.在混雜實驗部分,研究了纖維狀況(纖維種類、處理與未處理)、混雜方式、含膠量等對混雜結(jié)果的影響;借助于SEM以及建立的混雜模型對混雜機理進行了分析;對混雜復合材料進行了密度和耐濕熱性測試.研究表明采用處理后的DC88纖維,選擇VEII作為基體采用層間混雜的方式,在