纤维增强复合材料界面剪切强度及界面微观结构的表征

界面在纤维增强复合材料中具有特别重要的作用,它不但是纤维增强复合材料中增强相和基体相连接的纽带,也是应力及其他信息传递的桥梁。良好的界面粘结才能使纤维的性能得到充分发挥,进而纤维增强复合材料的力学性能得到提高,因此对纤维增强复合材料的界面粘结性能、界面微观结构的研究非常重要。本文总结了纤维增强复合材料界面剪切强度、界面微观结构的表征方法,包括单纤维拔出试验、纤维断裂试验、纤维压出试验等,并侧重介绍了拉曼光谱对纤维增强复合材料界面粘结性能、界面微观结构的研究。     

纤维搭桥技术在界面微观力学研究中的应用

界面在纤维增强复合材料中具有非常重要的作用,只有几十纳米到几十个微米的界面区域是复合材料的薄弱区域,严重影响复合材料的力学性能。通过微尺度实验力学研究微观结构与界面微观力学、宏观断裂性能之间的关系,有助于从微观角度解释复合材料界面应力传递和界面脱粘失效机理,从而为实际的纤维补强提供理论指导。显微共聚焦拉曼光谱是首选的界面微观力学研究方法。本文详细介绍了拉曼光谱在纤维搭桥技术中的应用,并重点从搭桥过程中纤维的架桥力、架桥纤维的止裂作用和界面应力传递三个方面综述了裂缝/架桥纤维的交互微力学。     

热塑性碳纤维复合材料界面研究

综述了热塑性碳纤维复合材料界面研究的新进展。指出由于热塑性复合材料基体树脂是高聚物,熔体牯度很大,很难均匀地分布在增强纤维之中并与纤维形成良好浸溃,存在界面结合不良的问题,因此对其界面优化设计要有一个新的认识。界面上没有化学键结合,界面结合不良,但只靠短化学键的连接,界面结合也不良,必须有一个强韧结合的界面,既有强结合又具有界面松弛能力,同时又能与高聚物基体融合的界面缓冲层的优化设计。对于Plueddemann偶联剂的概念中偶联剂“必须成为树脂的一部分”,作者认为最好的方法是就是树脂本身,即它既与纤维化学键键合,又与树脂良好相容,界面匹配。这将是热塑性复合材料界面层设计的一种新方法。     

用Raman光谱研究碳纤维/聚醚醚酮复合材料的界面结构

用Ｒａｍａｎ光谱研究碳纤维／聚醚醚酮复合材料的界面结构李铁骑章明秋曾汉民（中山大学材料科学研究所聚合物复合材料及功能材料国家教委开放研究实验室广州５１０２７５）关键词界面结构，Ｒａｍａｎ光谱，碳纤维／聚醚醚酮复合材料随着近年来热塑性聚合物的加工...     

动态力学分析方法在塑木复合材料研究中的应用

阐述了动态力学分析(DMA)方法在塑木复合材料研究中的应用现状,重点介绍了国内外运用动态力学方法分析塑木复合材料界面相容性的问题。使用各类改性剂改善塑木复合材料的界面相容性后,塑木复合材料的刚性增加,其储能模量比相容性差的复合材料要高。当用DMA的损耗角正切(tanδ)来分析塑木复合材料的界面相容性时,我们可以得出如下结论:对于填料纤维和塑料之间具有良好界面相容性的复合材料,由于强的界面粘结作用可以限制填料-基体界面链段的运动,往往使得tanδ的振幅值降低,而其对应的温度,即玻璃化转变温度(Tg)将移动到更高的温度,并且复合材料界面增强指数和弛豫过程的活化能越大,界面粘结强度越大。     

金属基复合材料的界面分析

用透射电镜、扫描电镜、Ｘ射线能谱仪和电子探针研究了碳化硅颗粒（ＳｉＣｐ）增强Ａｌ２０１４复合材料的微观结构和界面。鉴定了界面上和基体中三种主要的沉淀相：ＣｕＡｌ２、Ｃｕ２Ｍｇ８Ｓｉ６Ａｌ５、（Ｍｎ，Ｆｅ）３ＳｉＡｌ１２和高温下形成的条状Ａｌ４Ｃ３。试验指出，碳化硅和基体间的界面上没有Ｓｉ和Ａｌ的相互扩散，并观察分析了ＳｉＣｐ／Ａｌ２０１４界面周围的无析出带和高密度位错     

聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面结构以及结晶形态的研究

本文采用扫描电子显微镜观察经氩等离子刻蚀后PEEK/碳纤维复合材料的界面层结构和PEEK树脂的结晶形态。无论是从熔体还是从橡胶体结晶,PEEK树脂的结晶都是从碳纤维表面诱导开始,最后形成横穿晶体结构。在高碳纤维含量的复合材料中,PEEK的球晶尺寸主要由碳纤维之间的距离控制,受温度的影响较小。在PEEK/碳纤维复合材料的结晶过程中,第一片晶片在碳纤维表面取向生长方式为:晶体的ā轴(厚度方向)平行于维纤径 向。b轴(晶片生长方向)与纤维最小圆截面的切线重合,(?)轴(垂直晶片平面的方向)平行于纤维轴向。由于球晶成核过程是取向生长,因而生成的球晶也按一定的方式取向。     

尼龙6/高岭土界面相互作用对其复合材料力学性能和流变行为的影响

<正> 无机填料填充复合材料的性能,除了依赖于聚合物基体和填料固有的内在性质外,很大程度上依赖于它们之间的界面性质。因此,研究聚合物/填料界面相互作用,对合理地设计具有优良性能的复合材料具有十分重要的意义。 目前,还很难对粉末填料与聚合物基体之间界面相互作用进行定量的研究,而且关于这方面的报道也较少。本文利用接触角法测定了高岭土填料和尼龙6基体的表面自由能、界面张力、粘附功等热力学参数,对高岭土与尼龙6之间界面相互作用与复合材料力学性能、流变行为的关系进行了分析和探讨。     

界面作用对PMMA/MCM-41/OMMT复合材料性能的影响

通过单体插层原位本体聚合的方法, 制备了多种不同含量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土/介孔分子筛(无模板剂)复合材料. 研究了不同结构填料与基体间的界面作用, 以及不同结构填料的比例变化对复合材料性能的影响. 研究结果表明: 有机蒙脱土(OMMT)与介孔分子筛MCM-41(无模板剂)共同作为填料, 与基体发生较强的界面效应, 形成新型网络复合结构, 两种粒子起到了协同增强作用|当有机蒙脱土(OMMT)/介孔分子筛(MCM-41)混合填料(比例为1∶1)含量为0.5%时, PMMA基纳米复合材料的拉伸强度达到最大值49.0 MPa, 比PMMA提高了15%|同时添加OMMT和MCM-41的PMMA基纳米复合材料的热稳定性高于单独添加OMMT或MCM-41的PMMA基复合材料.     

界面相互作用对尼龙6／聚乙烯共混物形态结构和流变行为的影响

利用扫描电子显微镜和动态力学分析仪研究了马来酸酐熔融接枝聚乙烯（ＰＥ－ｇ－ＭＡ）对尼龙６／聚乙烯（ＰＡ６／ＰＥ）共混物形态结构和动态力学行为的影响．结果表明，ＰＥ－ｇ－ＭＡ使ＰＡ６／ＰＥ共混物中ＰＡｅ的玻璃化转变峰向低温例偏移，这主要归因于ＰＥ－ｇ－ＭＡ改善了ＰＡ６和ＰＥ二者的相容性；但随着ＰＥ分散相中ＰＥ－ｇ－ＭＡ所占比重的增加，ＰＥ－ｇ－ＭＡ与ＰＡ６之间界面化学键合密度增大，使得ＰＡ６的玻璃化转变温度反而提高．同时，利用平行板流交仪研究了ＰＥ－ｇ－ＭＡ对ＰＡ６／ＰＥ共混物熔体流变行为的影响．ＰＥ－ｇ－ＭＡ使共混物熔体粘度和动态储能模量增大，这应归因于ＰＡ６／ＰＥ－ｇ－ＭＡ之间在熔融共混过程中的界面化学键合．     

INTERFACIAL MOLECULAR DESIGN OF A RIGID- PARTICLE TOUGHENED POLYAMIDE 6 COMPOSITE

The effects of interfacial modifier on the mechanical properties of kaolin-filled polyamide 6 (PA6) have been studied. The interracial interaction between polyamide 6 and kaolin has been character ized by means of infrared spectroscopy (IR) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the role of the interracial modifier lies in forming an elastic interlayer with good adhesion between kaolin and PA 6. A composite with high impact strength, high tensile strength and high elastic modulus can be obtained by inserting the elastic interfacial modifier into the rigid-particle-filled polymer system.     

界面改性剂对刚性粒子增韧尼龙6熔体流变行为的影响

研究了界面改性剂对高岭土增韧尼龙６熔体流变行为的影响,并与硅烷偶联剂ＫＨ５５０进行了比较．结果表明,ＫＨ５５０的加入明显降低了高岭土填充尼龙６熔体的粘度和弹性,而界面改性剂显著地增强了它的粘度和弹性．这一差别应归因于同ＫＨ５５０相比,界面改性剂更有效地增强了高岭土与尼龙６基体之间的界面结合和其自身的回弹性能．同时,界面改性剂的用量对高岭土填充尼龙６流变行为具有很大影响．当界面改性剂的用量为高岭土和尼龙６总量的２％时,界面改性剂在高岭土表面上趋于“饱和”,再增加界面改性剂的用量,对流变行为的影响不大．     

尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用

本文通过扫描电子显微镜、Molau试验、DSC、红外光谱和ESCA能谱研完了尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用机理。结果表明,界面相容剂的化学偶联对促进两相之间的界面结合和改善共混物的微观结构形态起着重要作用。     

聚丙烯/硫酸钡复合体系的界面相互作用与流变性质和结晶行为的关系

制备了一系列具有不同界面状态的聚丙烯 (PP) 硫酸钡 (BaSO4)复合体 .PP BaSO4的界面分别用硅烷、硬脂酸、马来酸酐接枝聚丙烯 (PP g MAH)改性 .研究表明 ,填充体系的熔体粘度和熔体弹性均高于基体 .以硅烷和PP g MAH进行界面改性后 ,PP BaSO4的界面相互作用加强 ,导致复合体系中的熔体粘度和熔体弹性进一步提高 ,同时BaSO4对PP的成核活性提高 .填料用硬脂酸处理后 ,硬脂酸能够在填料粒子表面上形成一个包覆层 ,使粒子与PP的亲和性改善 .同时该包覆层具有润滑作用 ,使得复合体系的熔体粘度和熔体弹性下降 ,并使得该体系中BaSO4的成核活性低于硅烷和处理的体系 .本文探讨了由复合体系的熔体粘度定量比较填充复合体系中聚合物 填料界面相互作用的方法 ,讨论了界面改性对复合体系流变性质和结晶行为影响的机理     

聚烯烃／极性聚合物界面的分子状态

为了克服高分子共混物界面不易表征的缺点，提出用溶剂选择性溶解方法使界面暴露．结合Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）表征手段，研究了官能化聚合物，接枝型共聚物及带有反应性基团的聚合物作为共混物增容剂时在界面区域的分子状态．实验结果表明，作增容剂时，官能化聚合物在界面区内采取最有利的分子构象，充分发挥增容作用；接枝型共聚物主链、侧链向相应本体聚合物内扩散；而带有反应性基团的聚合物与某个本体聚合物发生反应之前存在反应基团在界面富集的过程     

sPS/PA6/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

讨论了间规聚苯乙烯 (sPS) 尼龙 6(PA6) 磺化间规聚苯乙烯 (SsPS H) 蒙脱土纳米复合材料的制备技术和新材料的结构与性能特征 .蒙脱土经层间改性处理后 (MTN) ,可分别将SsPS H和aPS(无规聚苯乙烯 )插入其纳米层间 ,制备出插层型纳米复合物MTN SsPS和MTN aPS .在sPS/PA6/SsPS H三组分共混体系中加入MTN SsPS或MTN aPS ,进行四组分熔融共混即可制备出sPS/PA6/SsPS H/蒙脱土纳米复合材料 .TEM测定证实了蒙脱土在基体中的层厚分布约为 5 0nm .此外 ,采用DSC、DMA、XRD及力学性能测试仪等现代分析方法对sPS/PA6/SsPS H/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能进行了详细研究 .研究结果表明这种纳米复合材料具有优良的综合性能     

尼龙6/抗菌蛭石复合材料的制备及性能研究

通过离子交换法对蛭石进行载银和有机化改性,制备出3种抗菌蛭石,进一步采用熔融共混法制备了尼龙6/抗菌蛭石复合材料,测试了复合材料的抗菌性能和物理力学性能,利用TEM和SEM观察了蛭石在尼龙6中的分散情况和拉伸断面.研究结果表明,载银并有机化的蛭石与尼龙6的复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有明显的抑菌圈,对大肠杆菌...     

EFFECT OF T-ZnOw DIMENSION ON PROPERTIES OF T-ZnOw/PA6 COMPOSITES

As a part of serial work about the application of a tetra-needle-shaped whisker(T-ZnOw) with a spatial structure in polymer composites,this work is focused on the effect of T-ZnOw dimension on the properties of polymer composites. Two kinds of T-ZnOw whiskers with different dimensions(big and small one) are introduced into PA6 composites.Our results show that for the big whisker and the small whisker both,the addition of T-ZnOw induces the mechanical property improvement of T-ZnOw/PA6 composites.Especial...