Kevlar纖維的表面處理及其復(fù)合材料界面研究.pdf

1、Kevlar纖維是一種性能優(yōu)異的增強(qiáng)材料，其增強(qiáng)復(fù)合材料具備質(zhì)量輕、吸能性好等優(yōu)點(diǎn)，在很多重要工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。但由于Kevlar纖維呈明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，纖維表面光滑，表面浸潤(rùn)性差，當(dāng)其與樹(shù)脂基體復(fù)合時(shí)，兩相界面結(jié)合強(qiáng)度較弱，極大地限制了Kevlar纖維優(yōu)異性能的發(fā)揮。為了充分發(fā)揮Kevlar纖維優(yōu)異的力學(xué)性能，改善其增強(qiáng)復(fù)合材料的界面結(jié)合狀況成為材料學(xué)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。而解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)Kevlar纖維進(jìn)行表面處理和開(kāi)發(fā)

2、適用于芳綸纖維的樹(shù)脂基體。 本文采用UV處理和磷酸處理兩種不同的方法對(duì)Kevlar纖維進(jìn)行表面處理，并利用SEM技術(shù)和紅外光譜分析Kevlar纖維表面結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成的變化，通過(guò)單纖維斷裂實(shí)驗(yàn)研究Kevlar纖維/環(huán)氧樹(shù)脂的界面剪切強(qiáng)度（IFSS），進(jìn)而分析和評(píng)價(jià)纖維和基體之間的界面粘結(jié)性能。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了適用于Kevlar纖維復(fù)合材料的柔性環(huán)氧樹(shù)脂基體，測(cè)試了復(fù)合材料的力學(xué)性能，討論了樹(shù)脂基體對(duì)芳綸纖維復(fù)合材料界面性

3、能的影響。結(jié)果表明：Kevlar纖維經(jīng)UV處理后，纖維表面變粗糙，隨著處理時(shí)間的增加，纖維單絲強(qiáng)度下降；磷酸處理的Kevlar纖維隨著處理液濃度的增加，表面越光滑，單絲強(qiáng)度上升。通過(guò)紅外光譜分析，兩種表面處理過(guò)程中都沒(méi)有新的吸收峰，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)峰的消失，但許多吸收峰的相對(duì)強(qiáng)度發(fā)生了一定的變化。通過(guò)單纖維斷裂實(shí)驗(yàn)研究表明，UV處理Kevlar纖維的效果較磷酸處理的好。用30％的磷酸溶液處理的芳綸纖維，纖維/柔性環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)