芳綸纖維緯平針織物增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料簡述.doc

《芳綸纖維緯平針織物增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料簡述.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、芳綸纖維緯平針織物增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備和機(jī)械性能O.A.Khondker*,T.Fukui,M.Inoda,A.Nakai,H.Hamada摘要：纖維/基體界面的結(jié)合形態(tài)對復(fù)合材料的整個機(jī)械性能有著十分重要的影響。為了生產(chǎn)出具有更高粘著性能的由完全可循環(huán)利用纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，聚乙烯和聚乙烯材料被預(yù)先用作單一高分子的復(fù)合材料原料。在本文，另一種單一高分子復(fù)合材料原料被定義為“整體”復(fù)合材料。選用聚酰胺材料與芳綸纖維結(jié)合以便獲得更好的界面粘結(jié)。緯編技術(shù)在芳綸纖維尼龍復(fù)合材料生產(chǎn)中被用作增強(qiáng)體。芳

2、綸纖維環(huán)氧樹脂針織復(fù)合材料也被制備以便和芳綸纖維尼龍熱塑性復(fù)合材料進(jìn)行比較。芳綸纖維尼龍復(fù)合材料和芳綸纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的機(jī)械性能以及它們和纖維基體界面粘著性的關(guān)系及相互影響已經(jīng)被研究。隨著處理時間的增加，芳綸纖維尼龍復(fù)合材料的拉伸模量和強(qiáng)度分別增加和減少。另外，掃描電子顯微鏡觀察清晰地表明，形成時間越長，纖維和基體之間的粘著性越強(qiáng)。雖然與芳綸纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料相比芳綸纖維尼龍針織復(fù)合材料在縱行方向強(qiáng)度較低，但是它們在橫列方向上的強(qiáng)度性能有可比性。在芳綸纖維尼龍復(fù)合材料中，隨著處理時間的加長，

3、拉伸模量呈現(xiàn)上升趨勢時，而拉伸強(qiáng)度卻明顯下降。這表明，可在一個合適的形成條件獲得最佳拉伸性能。芳綸纖維尼龍針織復(fù)合材料相對芳綸纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面粘結(jié)性更好，后者纖維基體松解。關(guān)鍵詞：A.芳綸纖維；B.纖維/基體;E.針織；整體復(fù)合材料1.引言在酸性條件、高溫暴曬等惡劣環(huán)境侵蝕下熱固性復(fù)合材料表現(xiàn)出比熱塑性材料壽命更長，穩(wěn)定性更強(qiáng)的特性。為了研究這些材料的持久性，首先要研究獲得詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。科技進(jìn)步帶來了一些挑戰(zhàn)，保護(hù)環(huán)境便是其中之一。制造復(fù)合材料時，熱固性基體遭有一些環(huán)保爭論，因?yàn)樗鼈儾?/p>

4、能重復(fù)利用或循環(huán)使用。不可循環(huán)利用材料能對環(huán)境產(chǎn)生多種影響。近幾年來，越來越多的使用熱塑性基體來制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，高極限應(yīng)變、形成時間短、可循環(huán)利用和可重新熔化成形是其中一些因素。無機(jī)纖維和有機(jī)基體結(jié)合能產(chǎn)生高性能復(fù)合材料，如CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)、GFRP(玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)。然而，非同類材料由于性能完全不同基本上難以粘著。無機(jī)增強(qiáng)體如玻璃纖維和碳纖維的使用，使得熱塑性復(fù)合材料難以循環(huán)利用。最近幾年，一些研究者準(zhǔn)備用同種材料組成的增強(qiáng)體和基體來制備幾種新的復(fù)合材料。Maron和他的團(tuán)

5、隊(duì)被認(rèn)為是最早把ＰＥ／ＰＥ和芳綸纖維／錦綸６６作為“整體”復(fù)合料進(jìn)行廣泛研究的人。為了避免由于纖維/基體粘合性差造成物質(zhì)惡化，也為了獲得更好的界面性、熱性機(jī)械性、經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)環(huán)保性，人們提出了無界面復(fù)合材料的概念。不同增強(qiáng)體和基體構(gòu)成的同種材料的復(fù)合材料顯示出更高的界面強(qiáng)度。這些材料可被定義為整體復(fù)合材料，它們由于纖維基體界面的粘著性強(qiáng)而幾乎沒有粘著性能的化學(xué)分離現(xiàn)象。最近研究者把聚乙烯和聚丙烯材料作為單一高分子復(fù)合材料研究，報告指出這些材料的界面粘著性能獲了提高。聚酰胺材料也被選來與芳綸纖維結(jié)合

6、使得整體復(fù)合材料種類增加。單一PE/PE復(fù)合材料的形成條件和拉伸性能，以及它們和界面性能的關(guān)系被人研究。聚乙烯纖維緯平針織物用來生產(chǎn)PE/PE復(fù)合材料薄而勻稱加工條件，它對機(jī)械性能的影響也被研究。有一個合適的形成條件可使得生產(chǎn)的復(fù)合材料具有更好的拉伸和彎曲性能。PP/PP復(fù)合材料界面也被研究，纖維基體界面的穿晶結(jié)構(gòu)形態(tài)增強(qiáng)了PP/PP復(fù)合材料的機(jī)械性能。正是纖維基體界面高度一的穿晶粒存在，聚丙烯短纖維增強(qiáng)的聚丙烯復(fù)合材料界面結(jié)合明顯更加有效。用于編織的聚丙烯膠帶和纖維的機(jī)械性能和形態(tài)以及它們對熱壓

7、縮的影響已經(jīng)被研究。形態(tài)研究表明聚乙烯和聚丙烯單一高分子復(fù)合材料是可以制備的，這些復(fù)合材料符合完全可循環(huán)利用工程復(fù)合材料的要求。微型復(fù)合材料芳綸纖維/錦綸66界面的穿晶結(jié)構(gòu)已經(jīng)被用動態(tài)的機(jī)械熱分析研究，增強(qiáng)體和橫晶粒形態(tài)松弛所需要的催化能量也更多。橫晶粒對芳綸纖維和碳纖維增強(qiáng)的錦綸66復(fù)合材料性能的影響歸結(jié)于它更好的彈性機(jī)械性能。研究也表明單一芳綸纖維錦綸66復(fù)合材料在縱向性能的提高反而取決于橫晶粒層的厚度。電介質(zhì)光譜學(xué)被用來研究橫晶粒對芳綸纖維錦綸66微型復(fù)合材料分子動態(tài)的影響。電介質(zhì)光譜學(xué)對P

8、E/PE復(fù)合材料復(fù)雜松解的分析證實(shí)被處理纖維可以極生產(chǎn)有序橫晶粒。由于聚合物材料和性能的多樣化橫晶粒的影響還沒有結(jié)論。只有更詳細(xì)地研究橫晶粒界面的具體影響才能下一般性的結(jié)論。在過去的幾十年傳統(tǒng)紡織制造技術(shù)如機(jī)織、編帶、針織較多地采用來生產(chǎn)網(wǎng)狀或接近網(wǎng)狀預(yù)制件。先進(jìn)紡織增強(qiáng)材料具有紡織結(jié)構(gòu)的三維特性，任何一點(diǎn)纖維都可以在一個平面。紡織復(fù)合材料創(chuàng)造了大量的生產(chǎn)機(jī)會，其技術(shù)應(yīng)用在航空、國內(nèi)工程結(jié)構(gòu)以及造船業(yè)、型運(yùn)輸工業(yè)，因?yàn)樗鼈兡苌a(chǎn)可靠又價廉的高質(zhì)量更耐沖擊和不易分離的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和配