芳纶纤维的磷酸溶液处理及其缠绕用树脂基体的研究
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(PA)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性能的影响。结果表明：20wt％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20wt％的磷酸溶液处理的芳纶纤维，纤维/环氧树脂基复合材料的层剪强度达到62MPa，界面剪切强度提高18％，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一定量的极性官能团，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Nol环纤维强度转化率达到95％，层间剪切强度达到79MPa，界面剪切强度达到76Mpa，具有较好的界面性能；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。
芳纶纤维;表面处理;环氧树脂;树脂基复合材料;增强材料;力学性能
北京化工大学
硕士
材料学
杨小平
2006
中文
TQ342.72;TB332
65
2010-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）