超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維表面改性研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維具有優(yōu)異的力學性能，是用于纖維增強復合材料的主要高強高模纖維之一。但UHMWPE纖維表面能低，使得15HMWPE纖維與樹脂基體的界面粘結強度較低，限制了UHMWPE纖維在復合材料領域的應用。因此，研究UHMWPE纖維的表面處理方法以提高其與樹脂基體的界面粘結性便成為本文的研究重點。
　　 本文較系統(tǒng)地研究了等離子體表面處理UHMWPE纖維，結果表明，等離子體輝光放電對纖維表面有刻蝕和活化作用，

2、纖維表面粗糙度的提高使纖維與樹脂間機械嚙合作用增強，纖維表面產生的活性基團可與樹脂的端基產生共價鍵作用，這兩者作用使得改性后纖維-樹脂界面粘接強度有不同程度地提高。此外，等離子體處理的時間及氣氛對纖維表面浸潤性能及力學性能也有顯著影響。
　　 研究了先經空氣、氬氣等離子處理再吡咯液相沉積聚合法表面改性UHMWPE纖維，制得了聚吡咯-空氣-超高分子量聚乙烯(PPy-Air-UHMWPE)纖維和聚吡咯-氬氣-超高分子量聚乙烯(PPy

3、-Ar-UHMWPE)纖維，實現了“纖維-樹脂”界面增效的目的。研究表明，與單純的進行等離子體處理和單純進行吡咯化學沉積聚合相比較，復合處理后的PPy-Air-UHMWPE纖維和PPy-Ar-UHMWPE纖維與樹脂間界面剪切強度都有了顯著地提高。磨損實驗證明，相對于直接吡咯沉積聚合的PPy-UHMWPE纖維，經復合處理后纖維的聚吡咯層與纖維大分子間結合力較強，聚吡咯經數千次磨損后不易脫落。
　　 探討了涂覆雜化漿料表面改性UHM

4、WPE纖維，采用溶膠-凝膠技術對納米SiO2先驅體進行原位改性，制備了環(huán)氧/納米SiO2雜化漿料。研究發(fā)現：相對于未處理的UHMWPE/環(huán)氧復合材料，涂覆雜化漿料后，復合材料的層間剪切強度大幅提高，同時UHMWPE纖維力學性能沒有損失。
　　 將上述改性方法改性后的連續(xù)纖維織成織物，并運用RTM成型工藝制作復合材料，從宏觀的角度探討了“纖維-樹脂”界面的增效。研究表明，織物組織結構對復合材料的層間剪切強度有影響，其中斜紋組織效果