作者:hcqx 添加時間:2015-09-12 09:30:21 瀏覽:
偶聯劑涂層
關于偶聯劑涂層的問題,也就是用偶聯劑來處理材料的表面而使材料表面有一定的改變。硅烷偶聯劑的分子組成一般可表述為X-R1 –Si(OR2)n, 其中X表示硅原子相連烷烴取代基團,一般為氨基(-NH2)、酯類、氰酸酯基、巰基等。n表示與硅相聯的氧烷基團個數,一般為3個。硅烷偶聯劑的偶聯作用是通過-R1 X基團與基體的共價鍵結合、通過Si(OR2)n 的水解作用和纖維、基體結合實現的。金屬偶聯劑可以表示為M-(OR3)m 其中m表示金屬原子結合的烷氧基數量,也說明該金屬元素的絡合或螯合能力,金屬偶聯劑與纖維的結合是通過原子間的配位實現的。使用少量(<10%質量分數,相對處理液)的偶聯劑處理增強體后的復合材材料具有優(yōu)異的力學、濕熱和疲勞等性能,其機理解釋有很多種,其中以化學鍵結合機理研究的***多、也獲得了較合理的理論解釋。很多的研究都發(fā)現了硅烷偶聯劑中的活潑基團與纖維、基體結合的證據。

偶聯劑涂層一般由3部分組成:偶聯劑、成膜劑和輔助試劑(如乳化劑、穩(wěn)定劑、消泡劑等),一般配制成乳液形式,在玻纖生產中的應用如圖2所示。偶聯劑按其主要反應基團可分為硅烷偶聯劑、金屬類偶聯劑(沃蘭、鈦酸酯類、鋁、鋯偶聯劑等)等。 使用不同分子質量的環(huán)氧樹脂作成膜劑,和硅烷偶聯劑配合使用。試驗表明高分子質量的環(huán)氧配方導致層間剪切強度下降.涂層配方中的成膜劑、表面活性劑和抗靜電劑等也會影響到復合材料的界面性能,偶聯劑在助劑中的擴散是影響界面性能的重要因素;不同成膜劑(聚氨酯PU和聚丙烯PP)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(弘昌化工)涂敷玻璃纖維后增強聚丙烯基體的力學情況,單絲試驗表明APS/PU和APS/PP涂層的纖維拉伸強度分別比原纖維提高了28.2%和41.5%。同時,沖擊試驗也說明APS/PP處理過的玻璃纖維/PP復合材料試樣強度較高,影響試樣力學強度的原因之一是涂層后纖維的表面形態(tài)所形成的機械“錨合”作用。 不使用偶聯劑涂敷的纖維在基體1.0%、0.7%和0.5%應變狀態(tài)下分別在l0µm、30µm和80µm 處發(fā)生界面脫粘,而偶聯劑涂層處理后的玻璃纖維復合材料試樣在應力下發(fā)生了本體斷裂,沒有和界面脫粘;裂紋的擴展方式和速度也有很大差別。Edith Mäider等人使用了準靜態(tài)的單絲拔出試驗、周期性載荷試驗、動態(tài)熱分析和疲勞測試等方法,系統(tǒng)地分析了玻璃纖維表面 γ-氨丙基三乙氧基硅烷(弘昌化工產、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(弘昌化工)/聚氨酯(APS/PU)涂層和γ-氨丙基三乙氧基硅烷/環(huán)氧( APS/EP)涂層對復合材料力學性能的影響;APS和APS/EP涂層后的纖維復合材料表現出較高的界面剪切強度和臨界失效強度,在試樣加載形成裂紋時表現出較好的應力傳遞,原因是形成了堅韌、延展性較好的界面層。
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