文档介绍：北京化工大学
硕士学位论文
芳纶纤维的磷酸溶液处理及其缠绕用树脂基体的研究
姓名:王杨
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:杨小平
20061228
芳纶纤维的磷酸溶液处理及其缠绕用树脂基体的研究摘要芳纶纤维是一种性能优异的增强材料,芳纶纤维复合材料广泛地应用于航空航天、工业及民用等领域。但是由于芳纶纤维呈明显的皮芯结构,表面晶格致密,活性点少,与树脂的界面结合能较低,大大限制了芳纶纤维优异性能的发挥,解决这一问题的关键在于芳纶纤维进行表面处理和开发适用于芳纶纤维的树脂基体。本实验采取不同浓度的磷酸溶液对芳纶纤维进行表面处理,并对不同处理条件下芳纶纤维的表面性质及其环氧树脂复合材料的界面性能进行了分析和测试。在此基础上,系统研究了适用于制备缠绕成型的芳纶纤维复合材料的环氧树脂基体,测试了复合材料的力学性能和热机械性能,讨论了树脂基体对芳纶纤维复合材料界面眭能的%的磷酸溶液处理的芳纶纤维,纤维表面含氧官能团含量最高,继续提高磷酸溶液的浓度,含氧官能团含量下降,纤维表面趋于平整。用%的磷酸溶液处理的芳纶纤维,纤维/环是一种简单有效的表面处理方法;处理的芳纶纤维表面存在~定量的极性官能团,与缩水甘油酯类环氧树脂有良好的界面相容性,经过优化的树脂体系其芳纶纤维复合材料的废宋慷茸;蚀锏影响。结果表明:氧树脂基复合材料的层剪强度达到缑婕羟星慷忍岣%,层间剪切强度达到缑婕羟星慷却锏,具有较ィ
好的界面性能;纤维表面粗糙度和纤维表面含氧官能团的数量是影响芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面结合性能的关键因素。关键词:芳纶纤维;表面处理;环氧树脂:树脂基复合材料北京化工大学硕:卜学位论文
.,琺瑆.,痚.%,·.,甌北京化工大学硕一#貉宦畚.
%痚ィ疜,痮,%,痚,.;.
::、/学位论文作者签名:日期:书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全文或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在旰笫视帽臼谌作者签名:导师签名:.一,,
如≤。壬士叟綾≤≯、高模量、良好的抗冲击性、极好的耐热性、耐化学腐蚀、耐疲劳性能和尺寸稳定性等优异性能。此外,在高性能纤维中,芳纶纤维的密度较小,比玻璃纤维轻%左右,比典型的碳纤维轻%左右,只及钢的密度的。芳纶纤维兼具无机纤维的物理性能和有机纤维的加工性能,但其压缩性能、剪切性能和耐磨性能都较差。.悸谙宋姆肿咏峁芳纶的主链由芳香环和酰胺键构成,且其中至少%的酰胺基是直接键合在芳香环上,每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原芳香聚酰胺可分为邻位、问位及对位郑谖焕嗖⑽奚桃导壑担钢窒宋的分子结构式如下:晕环枷阕寰埘0废宋①宋聚对苯甲酰胺纤维肿咏峁故轿#如我国的芳纶。宋聚对苯二甲酰对苯二胺纤维肿咏峁故轿#子相连并且置换其中的一个氢原子。如、、芳纶。北京化丁人学硕卜学位论文
⋯眦。!蟆奕坌摹捱奘枷阕寰埘0饭簿巯宋湮环枷阕寰埘0废宋①聚间苯二甲酰间苯二胺纤维,分子结构式为:如美毡镜廴斯、芳纶。②聚琋间苯双浔郊柞0对苯二甲酰胺纤维,分子结构式为:如美公司很多国家采用多种含芳环或杂环的二胺B扔攵员蕉B群投员蕉共聚得到了一些性能更好的纤维,但这些纤维尚处于研制和试生产阶段。.悸谙宋慕峁褂胄翁琭~’芳纶纤维具有高结晶和高取向分子结构,估测慕峋Ф在%ィ鳫等估测慕峋Ф任。私峁芳纶纤维承受摩擦时易原纤化,这是由于具有有序的原纤结构以及较小横向强度。较高的结晶度和较高的有序原纤结构是构成芳纶纤维承受载荷的基本单芳纶纤维具有较弱和较均匀的褶叠结构,这种褶叠给纤维结构带来一些弹ば窘峁芳纶纤维具有“皮芯”结构,其表层是网缘拇蠓肿恿矗熘背拾糇矗⒔裘地排列,沿轴向取向而成为较完善的纤维状结构;其芯层是由许多沿轴向较松散峋Ы峁元。薜峁性。北京化工大学硕士学位论文
芳纶纤维表面改性技术国内外研究现状排列的串晶聚集体组成,串晶之间有氢键