界面對(duì)氰酸酯樹脂復(fù)合材料性能的影響研究.pdf

1、界面是復(fù)合材料的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響復(fù)合材料的性能。偶聯(lián)劑有利于提高增強(qiáng)材料與樹脂之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。本論文在選定介電性能優(yōu)異的氰酸酯樹脂為基體、以玻璃纖維和納米二氧化硅為增強(qiáng)材料的基礎(chǔ)上，首先設(shè)計(jì)并合成了一種小分子硅烷偶聯(lián)劑SCA-1和一種三元共聚物大分子偶聯(lián)劑SCA-3，對(duì)其合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并利用紅外光譜、核磁光譜和元素分析、凝膠滲透色譜等進(jìn)行了表征，并研究了兩種偶聯(lián)劑的溶解性和介電性能。其中SCA-1的收率比資料

2、報(bào)道的提高15％，而SCA-3在國內(nèi)外屬于首次合成，具有合成工藝簡(jiǎn)單、分子量分布窄、介電常數(shù)和介電損耗大等特點(diǎn)，在壓電材料領(lǐng)域具有潛在的優(yōu)勢(shì)。 第二，用合成的小分子SCA-1與常用的KH-550以及大分子SCA-3處理E-玻璃纖維，研究了不同的處理工藝對(duì)玻璃纖維的表面特征的影響。結(jié)果表明，偶聯(lián)劑處理可提高纖維表面的憎水性和與氰酸酯樹脂溶液的浸潤性，其順序均為大分子SCA-3處理的>SCA-1處理的>KH-550處理的。利用Fow

3、kes-Good幾何方程和Young-Dupre方程計(jì)算了玻璃纖維的表面自由能及其與氰酸酯樹脂之間的粘附功。結(jié)果表明，E-玻璃纖維的表面自由能降低，其順序?yàn)镾CA-3處理的

4、劑SCA-1、KH-550和SCA-3對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、介電性能和吸水性的影響。利用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度和界面相的均勻性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，用SAC-1制成的復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度高，界面相均勻性好，用SAC-3制成的復(fù)合材料在界面性能較差，從而影響到復(fù)合材料的宏觀性能。與KH-550相比，以小分子SCA-1制備的復(fù)合材料的力學(xué)性能、介電性能和耐水性較好，大分子SCA-3的力學(xué)性能和介電性能較小，但水對(duì)其介電性

5、能影響較小。并利用SEM對(duì)界面斷裂形貌進(jìn)行了分析，其結(jié)果與DMA分析相一致。 第四，用環(huán)氧基氨基硅烷偶聯(lián)劑KH-560和大分子SCA-3改性納米SiO<,2>表面，制備納米SiO<,2>/CE復(fù)合材料，研究了不同改性對(duì)納米SiO<,2>/CE復(fù)合材料力學(xué)性能、介電性能、熱性能和摩擦性能的影響。納米SiO<,2>經(jīng)偶聯(lián)劑SCA-3和KH-560處理后，其改性效果增強(qiáng)，特別是經(jīng)大分子SCA-3處理后的復(fù)合材料在靜態(tài)力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)