玻璃纖維論文：玻璃纖維與樹(shù)脂的潤(rùn)濕性研究

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1、玻璃纖維論文：玻璃纖維與樹(shù)脂的潤(rùn)濕性研究【中文摘要】環(huán)氧樹(shù)脂由于具有優(yōu)良的工藝性能、機(jī)械性能和物理性能、價(jià)格低廉,作為涂料、膠粘劑、復(fù)合材料樹(shù)脂基體、電子封裝材料等廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、電器、航空、航天、化工、交通運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域。作為一種液態(tài)體系的環(huán)氧樹(shù)脂具有在固化反應(yīng)過(guò)程中收縮率小,其固化物的粘結(jié)性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性以及機(jī)械性能和電氣性能優(yōu)良的特點(diǎn)。聚酯樹(shù)脂具有良好的加工特性,可以在室溫、常壓下固化成型,不釋放出任何副產(chǎn)物,粘度比較適宜,工藝性能優(yōu)良,固化后樹(shù)脂綜合性能好,品種多、適應(yīng)廣泛,價(jià)格較低。而玻璃纖維是電

2、子信息、航空、航天等行業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍工的諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用,絕緣性、耐熱性好,機(jī)械強(qiáng)度高,故配合樹(shù)脂賦予形狀以后可以成為優(yōu)良的結(jié)構(gòu)用材,通常作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等。研究二者潤(rùn)濕性,無(wú)論是對(duì)于復(fù)合材料新型制備工藝,還是具有較好發(fā)展前景的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料工藝,以及對(duì)提升我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和持續(xù)發(fā)展能力,推動(dòng)我國(guó)高端民用電子產(chǎn)業(yè)和國(guó)防工業(yè)發(fā)展都有重要的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。通過(guò)吊片法測(cè)定不同溫度條件下的樹(shù)脂表面張力,分析了溫度與表面張力關(guān)系,以及表面張力因液體

3、溫度升高而減小的理論解釋。研究表明:聚酯樹(shù)脂表面張力大于環(huán)氧樹(shù)脂表面張力。樹(shù)脂傳遞模塑(ResinTransfer玻璃纖維論文：玻璃纖維與樹(shù)脂的潤(rùn)濕性研究【中文摘要】環(huán)氧樹(shù)脂由于具有優(yōu)良的工藝性能、機(jī)械性能和物理性能、價(jià)格低廉,作為涂料、膠粘劑、復(fù)合材料樹(shù)脂基體、電子封裝材料等廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、電器、航空、航天、化工、交通運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域。作為一種液態(tài)體系的環(huán)氧樹(shù)脂具有在固化反應(yīng)過(guò)程中收縮率小,其固化物的粘結(jié)性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性以及機(jī)械性能和電氣性能優(yōu)良的特點(diǎn)。聚酯樹(shù)脂具有良好的加工特性,可以在室溫、常壓下固化成型

4、,不釋放出任何副產(chǎn)物,粘度比較適宜,工藝性能優(yōu)良,固化后樹(shù)脂綜合性能好,品種多、適應(yīng)廣泛,價(jià)格較低。而玻璃纖維是電子信息、航空、航天等行業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍工的諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用,絕緣性、耐熱性好,機(jī)械強(qiáng)度高,故配合樹(shù)脂賦予形狀以后可以成為優(yōu)良的結(jié)構(gòu)用材,通常作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等。研究二者潤(rùn)濕性,無(wú)論是對(duì)于復(fù)合材料新型制備工藝,還是具有較好發(fā)展前景的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料工藝,以及對(duì)提升我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和持續(xù)發(fā)展能力,推動(dòng)我國(guó)高端民用電子產(chǎn)業(yè)和國(guó)防工業(yè)發(fā)展都有

5、重要的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。通過(guò)吊片法測(cè)定不同溫度條件下的樹(shù)脂表面張力,分析了溫度與表面張力關(guān)系,以及表面張力因液體溫度升高而減小的理論解釋。研究表明:聚酯樹(shù)脂表面張力大于環(huán)氧樹(shù)脂表面張力。樹(shù)脂傳遞模塑(ResinTransferMolding,RTM)工藝是廣泛應(yīng)用在航天航空、汽車、機(jī)械、電子及建筑領(lǐng)域的一種先進(jìn)復(fù)合材料制備方法。RTM工藝要求樹(shù)脂有好的工藝性能,其中樹(shù)脂的表面張力、粘度直接影響樹(shù)脂的浸潤(rùn)性和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,本文中主要討論樹(shù)脂的粘度、表面張力對(duì)浸潤(rùn)性能的影響,以滿足樹(shù)脂對(duì)纖維的充分浸潤(rùn)及RTM工藝中的

6、流動(dòng)充模要求。樹(shù)脂浸潤(rùn)玻璃纖維時(shí),接觸角隨著樹(shù)脂粘度的增大而增大;隨表面張力的增大而減小,兩者表現(xiàn)為線性關(guān)系;四種玻璃纖維與聚酯樹(shù)脂的潤(rùn)濕性好一些,在環(huán)氧樹(shù)脂中屬基本不潤(rùn)濕。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),對(duì)于同一種樹(shù)脂,ER、ECR、ECT、TM四種玻璃纖維與其結(jié)合性能有差異,研究玻璃纖維的不同化學(xué)成分對(duì)玻纖表面活性以及它與樹(shù)脂的潤(rùn)濕性和結(jié)合能力的影響對(duì)生產(chǎn)將具有重大指導(dǎo)意義。所以本論文從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面討論了四種纖維的表面浸潤(rùn)性。熱力學(xué)上,通過(guò)測(cè)量接觸角,得到四種纖維的表面能、極性、色散分量。動(dòng)力學(xué)上,測(cè)試了常溫下四種纖維的接觸

7、角隨時(shí)間的變化,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和阿累尼烏斯方程計(jì)算出浸潤(rùn)速率和浸潤(rùn)活化能。綜合以上熱力學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比分析四種纖維的浸潤(rùn)性。研究結(jié)果表明:表面能ECT>ECR>TM>ER,即ECT為實(shí)現(xiàn)良好的的浸潤(rùn)提供了最有利的熱力學(xué)條件;浸潤(rùn)活化能TM

8、行涂覆處理,以增強(qiáng)玻璃纖維和樹(shù)脂的潤(rùn)濕性,并保護(hù)纖維表面不受到侵蝕。涂覆的物質(zhì)稱表面處理劑,包括偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、成膜劑等物質(zhì)。近年來(lái)玻璃纖維的表面處理在復(fù)合材料生產(chǎn)和研究領(lǐng)域中越來(lái)越重要,國(guó)內(nèi)外都在不斷研究并大力推廣應(yīng)用。所以,本文采用動(dòng)態(tài)威廉法檢測(cè)了四種玻璃纖維分別與三種偶聯(lián)劑、一種潤(rùn)滑劑、一種成膜劑