868-6 复合材料的界面处理技术 为了获得好的界面粘结,通常要对增强材料.ppt

文档介绍：6 复合材料的界面处理技术
为了获得好的界面粘结,通常要对增强材料的表面进行有针对性的处理,以改善其表面性能,获得与基体的良好界面粘结。
增强材料的表面处理技术
玻璃纤维的表面处理
玻璃纤维表面处理的目的和意义
所谓表面处理,就是在增强体表面涂覆上一种称为表面处理剂的物质,这种表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂等物质,它有利于增强体与基体间形成一个良好的粘结界面,从而达到提高复合材料各种性能的目的。
自然环境曝晒后的强度影响
1-沃兰处理; 2-A-151处理;
3-A-172处理;4-未处理
人工气候加速老化后的强度影响
1-沃兰处理; 2-A-151处理;
3-A-172处理;4-未处理
偶联剂及其作用机理
偶联剂是这样的一类化合物,它们的分子两端通常含有性质不同的基团,一端的基团与增强体表面发生化学作用或物理作用,另一端的基团则能和基体发生化学作用或物理作用,从而使增强体和基体很好地偶联起来,获得良好的界面粘结,改善了多方面的性能,并有效地抵抗了水的侵蚀。
按化学组成,偶联剂主要可分为有机铬和有机硅两大类,此外还有钛酸酯等。
何为偶联剂?
(1)有机酸氯化铬络合物类偶联剂
有机酸氯化铬络合物简称铬络合物,这类络合物通常是用碱式氯化铬与羧酸反应而制得。
2Cr(OH)Cl2+RCOOH→RCOOCr2(OH)Cl4+H2O
这类铬络合物无水时的结构式为:
沃兰(Vo1an),结构式为:
沃兰是一种有机酸铬络合物,它通常配成水、异丙醇或丙酮的溶液,该溶液是酸性的,一般是暗绿色,常用的是它的水溶液。
沃兰处理剂与玻纤表面的作用可用如下过程表示:
(2)有机硅烷类偶联剂
有机硅烷是一类品种很多,效果也很显著的表面处理剂,其一般结构通式为:RnSiX4-n

X基团与玻璃纤维表面的作用机理:
硅烷偶联剂处理玻璃纤维通常经历四个阶段:
①开始时在偶联剂Si上的三个不稳定的x基团发生水解;
②随后缩合成低聚体;
③这些低聚体与基质表面上的-OH形成氢键;
④最后在干燥或固化过程中与基质表面形成共价键并伴随着少量的水。
R为有机基团,是可与合成树脂作用形成化学键的活性基团,如不饱和双键、环氧基、氨基等;
X为易水解的基团,如甲氧基、乙氧基等。
n=1,2,3 绝大多数n=1