玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的界面研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要本文对玻璃纤维增强热塑性树脂-聚丙烯(PP)、尼龙66(PA66)复合材料的界面进行了研究，针对实际生产(泰山玻纤)现状，在改善界面性能的诸多方法中，对玻璃纤维进行浸润剂处理工艺比较简单，且随时可调整浸润剂配方，加入其它助剂，满足生产的需要。且此种方法较适合大规模工业生产，是比较具有发展前景的改性方法。此外，针对PP属于非极性树脂，对树脂基体进行不同改性来制备复合材料。通过改变浸润剂配方及树脂基体改性，考察了不同处理方法对玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料界面结合的影响，从界面剪切强度、红外光谱

2、分析和SEM观察冲击断口微观形貌评价了界面的粘结情况。通过电子万能试验机等仪器测试分析了不同处理方法对玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的力学性能(拉伸强度、冲击强度和弯曲强度)的影响，从而从宏观上分析基体改性及浸润剂对复合材料界面结合的影响。此外，分析了复合体系的增强增韧机理。研究发现：(1)经过偶联剂处理的玻纤与接枝改性的PP界面粘结较好，相对未改性树脂复合材料，其拉伸强度提高了32．2％、冲击强度提高了39．O％、弯曲强度提高了29．6％，有效地改善复合材料的界面粘结；(2)不同的硅烷偶联剂改善复合材料界面粘结

3、的效果不同，能够使复合材料界面形成化学结合的硅烷偶联剂处理的复合材料能够有效的改善复合材料的界面粘结。通过SEM及FT-IR观察分析，界面破坏形式为混合破坏，经过萃取的玻纤表面存在分子链；(3)T435D处理的GF／PA66力学性能及界面粘结较差，在T435D中加入交联剂，复合材料的宏观力学性能，如拉伸、冲击及弯曲性能均有提高，反应界面粘结的力学性能剪切强度提高了29．7％，界面结合得到改善；(4)在T435D中加入三聚氰胺或者乙烯基树脂均具有提高GF／PA66复合材料力学性能的作用冲击、拉伸及弯曲强度分别提高T2

4、7．6％、5．1％、7．3％，层间剪切强度提高了29．7％。通过红外光谱分析，在V435D@加入三聚氰胺萃取后玻纤表面酰胺峰更明显，可能是因为三聚氰胺能够加强玻纤与树脂基体之间界面的化学结合；(5)在T435DO／Jn入交联剂能够保证复合材料制品的外观及稳定性，满足客户玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的界面研究的要求。关键词：复合材料界面；玻璃纤维／PP复合材料；玻璃纤维／PA66复合材料；接枝改性；力学性能II济南大学硕士学位论文曼II；II曼舅舅舅曼曼舅AbstractTheinterfaceoffibergl

5、assreinforcedthermoplasticresin-matrixcomposites(GF／PP,GF／PA66)werestudiedinthispaper．Fortheproduceprogress’ofTAISHANFIBERGLASSINC．，themethodtotreatfiberglasssurfacewithsizinghassimpleprocess，alsothecomponentcanberegulated，someassistantcanbeputintosizing．Futhe

6、rmore，theresinismodifiedwithdifferentmethodstomakecomposites．Theeffectontheinterfaceoffiberglassreinforcedthermoplasticresin—matrixcompositesofdifferenttreatmentWasstudiedthroughchangingthecomponentofsizingandmodifyingtheresin．Theinterfacebondingstatewasestima

7、tedbyinterlaminarshearstrength，FT-IRandSEM．TheeffectonthemechanicalpropertiesofcompositesWastested，accordinglyitcouldanalysizetheeffectontheinterfacebondingofsizingcomponentandmatrixmodification．Forthermore，thereinforcementandtougheningmechanismwerestudied．Itw

8、asfoundthat：’(1)Theinterfacebondingstatebetweenfiberglasstreatedbycouplingagentandgraftingmodifiedpolypropyleneisbeaer．ThemechanicalpropertiesandtheinterfacebondingstateCanimproved