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        玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的FTIR和XPS表征

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-07-03  來源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):92

               分別用濃度為0. 8wt%和1.Owt%的KH550硅烷偶聯(lián)劑處理玄武巖纖維布,并制作成玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(Basalt fiber reinforced epoxy resin,BFR-Epoxy)。根據(jù)FTIR測試結(jié)果的分析,可推測出纖維與樹脂之間產(chǎn)生了C-OR鍵,即C -O -NH和C-0 -Si鍵。樹脂的環(huán)氧基斷裂與纖維表面氨基形成的C-O -NH鍵;樹脂中羥基與纖維表面的硅醇基形成的C -O -Si鍵。XPS測試證實了1.Owt%組復(fù)合材料的化學(xué)鍵C-OR的峰面積比大于0.8wto-/o組,表明前者具有更好的粘結(jié)效果。

              玄武巖纖維是一種無機(jī)礦物纖維,具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗輻射等一系列性能特點,因此在某些應(yīng)用領(lǐng)域完全可以替代玻璃纖維乃至價格昂貴的碳纖維,應(yīng)用前景十分廣闊。復(fù)合材料的力學(xué)性能與纖維性能、樹脂含量有關(guān),主要還是取決于纖維與基體樹脂的復(fù)合界面粘結(jié)強(qiáng)弱。復(fù)合界面的粘結(jié)狀態(tài)是確保復(fù)合材料獲得良好的力學(xué)性能最重要的因素。纖維與樹脂之間的微觀接觸狀況影響著復(fù)合材料的力學(xué)性能。

                早期研究發(fā)現(xiàn),用硅烷偶聯(lián)劑處理玻璃纖維GF,其表面的Si-0鍵以及其固有的羥基和樹脂的羥基形成氫鍵,氫鍵的形成增強(qiáng)了不同纖維之間的結(jié)合力。硅烷水解成有機(jī)硅醇,并與纖維表面以氫鍵或共價鍵形式結(jié)合,形成網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。而BF的化學(xué)組成與玻璃纖維相似,主要成分都是硅化物。用硅烷偶聯(lián)劑處理纖維后,可以使二者之間獲得更好的結(jié)合,而且纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料也能獲得更好的力學(xué)性能和理化性能。一大批研究人員在表征纖維與偶聯(lián)劑的復(fù)合界面、FRP的復(fù)合界面等方面做了大量研究。而利用FTIR測試、XPS測試等方法探索偶聯(lián)劑處理的纖維表面,以及FRP的復(fù)合界面的復(fù)合機(jī)理也成為FRP復(fù)合材料研究的主要趨勢。

        資料下載:  玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的FTIR和XPS表征.pdf
         
         
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