专题玻纤相关三有机涂层5模具设计

专题：玻纤相关(三)有机涂层5

关蓉波等人比较了分子中含不同数量环氧基团的5种环氧树脂，涂敷国产PAN基碳纤维后的界面强度(IFSS)，四官能团环氧AG-80和酚醛改性环氧648涂敷后试样界面剪切强度分别增加了7.6%和9.2%。分子中含活性基团的数量是决定性的因素。RicardoHPodgaiz等人用含有羟基的环氧一胺体系涂层玻璃纤维；发现低浓度涂层体系在纤维表面涂敷时存在大量针孔，影响了复合材料的层间剪切强度，高浓度时获得的界面针孔相对较少，获得了较高的冲击强度okmart.com。结论认为：形成涂层的状态(针孔的分布和数量)影响界面性能，涂层的优化受固化动力学的影响。

曾金芳等人研究了不同环氧涂层在改性APMOC芳纶纤维/环氧树脂(AE4)复合材料界面中的作用，具有刚性链结构的环氧(TDE85)/间苯二甲胺体系和柔性链结构的聚氨酯环氧/固化剂(DDM)体系涂敷芳纶纤维后，发现刚性链结构的TDE85涂层能有效地提高材料的剪切强度，这是由于形成的刚性束缚层和纤维的“棒束”结构有更好的相容性。刘凤荣等人采用不同浓度的双酚A型环氧树脂稀溶液涂敷Kevlar-49，涂敷后复合材料的剪切强度提高了40%左右，溶剂的挥发和甲酸促进剂影响处理的效果。理论分析认为这是在纤维和基体间形成了一个界面模量过渡层。

2、非环氧聚合物涂层

非环氧聚合物涂层具体又包括聚烯烃类(聚乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、聚丙烯腈等)、聚酰胺类(聚酰亚胺、丙烯酰胺、尼龙6、尼龙66等)、聚酯类(聚氨酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等)、含苯环或杂环类(聚苯乙烯、聚吡咯等)和乳胶类(如橡胶轮胎使用的乳胶浸渍方法提高芳纶帘线的粘合强度)等。相比环氧类涂层，非环氧类聚合物涂层更易形成可塑性界面层，在载荷传递效率方面表现较好。SSubmmanian等人的研究表明，在碳纤维用聚乙烯吡咯烷酮涂层的纤维制成的单向复合材料，相比双酚A环氧涂层，其拉伸强度和失效应变分别提高了9.1%和26.7%，其横向弯曲强度也提高了54%。

非环氧聚合物涂层在改性界面中的机理一直存在争论，其中一个重要的原因是这类涂层种类的庞杂，在界面形成中的机理复杂多变。有一些研究认为这类聚合物主要通过和纤维、基体的化学结合来改变界面性能；APKettle等人研究了在碳纤维表面聚合烯丙醇、丙烯酸和丙烯酰胺，研究发现烯烃如正己烷、辛二烯在纤维表面成膜会导致复合材料界面结合强度的降低，具有反应性基团(羧基和氨基)的丙烯酸和丙烯酰胺均聚在纤维表面时，纤维与基体的结合强度明显增强，而含有羟基的烯丙醇则没有这个效果。YuZJ等人在聚四氟乙烯纤维上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟基乙基丙烯酸酯和丙烯酰胺等，形成聚合物薄层后纤维与环氧树脂基体间的粘结性能明显改善，这也说明了化学键在纤维和基体间的作用。

也有一些研究倾向于涂层和界面组成的相容性，认为涂层成分与纤维、基体的热膨胀系数、基团极性和表面自由能等的相容性是影响界面性能的主要因素。THChen等人研究了含有抗静电剂等聚合物涂层在改善碳纤维和环氧基体间粘合性能方面的作用，发现界面性能的提高和涂层的分子质量、模量等有关系，作者认为涂层与纤维、基体间的相容性是决定性因素。Saeed.Eskandari等人的研究则认为：相比柔性涂层(聚酰胺、丙烯酸酯等)，硅橡胶、聚酰亚胺等模量较高的坚硬涂层更能提高复合材料的压缩强度。由此可见，非环氧聚合物涂层在影响界面性能方面的研究需要分门别类、更加深入地研究和归纳。

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