芳纶纤维与树脂基体改性对复合材料剪切性能的影响

作     者：梁起睿 叶金蕊 颜丙越 刘凯 何剑飞 姬晓龙 侯晓 Qirui Liang;Jinrui Ye;Bingyue Yan;Kai Liu;Jianfei He;Xiaolong Ji;Xiao Hou

作者机构：先进输电技术国家重点实验室北京102209 沈阳建筑大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110168 北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学唐山研究院河北唐山063000 

基　　金：先进输电技术国家重点实验室开放基金项目(GEIRI-SKL-2021-004) 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第2期

页      码：91-100页

摘      要：芳纶纤维表面惰性会影响其与树脂间的浸润性能和界面结合强度,因此限制了芳纶纤维复合材料在航空、航天、输电等领域的应用。为了对比纤维表面改性和树脂基体改性技术对芳纶纤维复合材料层间剪切性能的影响,文中结合光学和力学测试方法对不同改性技术及处理过程对芳纶纤维表面刻蚀的影响机制开展了深入研究。结果表明,乙酸酐化学刻蚀会对芳纶纤维表面基团产生影响且增加表面粗糙度。热氧化刻蚀处理后表面粗糙度显著增加,具有明显“沟壑”状。然而,当乙酸酐化学刻蚀处理时间高于6 h、热氧化刻蚀处理时间高于4 min时,纤维内部结构就会受到损伤,导致复合材料层间剪切性能降低。超声浸渍改性处理后,纤维表面粗糙度有一定增加,纤维表面附着的气体将会排出,超过20 min后改性效果趋于稳定。使用偶联剂改性树脂基体可以增加纤维表面的键合作用,当添加量超过3%时,树脂分子间的过度交联导致复合材料层间剪切性能下降。研究结果为提高芳纶复合材料浸润性能和界面强度提供了理论依据,对航空航天、电力系统中芳纶复合材料设计及制造研究具有参考价值。

主 题 词：芳纶纤维表面改性 界面强度 树脂基体改性 微观形貌 浸润性能 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.16865/j.cnki.1000-7555.2024.0020

馆 藏 号：203127473...