液态树脂在玻璃纤维表面上的浸润性对复合材料...

树脂含量对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学性能的影响吴海亮【摘要】采用真空袋压手糊成型工艺制作不同树脂含量的复合材料样板,测试其力学性能.结果表明,随着树脂含量的变化,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸强度和模量均先逐渐增加,当树脂含量在28%,~32%,时,强度和模量均趋于稳定,后随着树脂含量的上升,强度和模量均有下降,剪切性能也呈现上升趋势.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2017(044)007【总页数】3页(P21-22,26)【关键词】树脂含量;力学性能;影响【作者】吴海亮【作者单位】东方电气(天津)风电叶片工程有限公司天津300480【正文语种】中文【中图分类】TU599玻璃纤维增强复合材料以其高比强度、高比模量、良好的抗疲劳性、独特的可设计性等特性，在结构材料领域应用广泛，尤其是在近些年兴起的风电叶片行业。

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料是目前风电叶片的主要结构材料，其性能是风电叶片质量和寿命的决定性因素，在玻璃纤维增强复合材料中，玻璃纤维纱线是通过树脂的粘接与定位一致发挥作用的，因此树脂含量的高低、变化及分布直接影响复合材料的性能。

本文采用真空袋压手糊成型工艺制作不同树脂含量的复合材料样板，对比其力学性能的变化，以帮助我们认识玻璃纤维增强环氧树脂复合材料中树脂含量的变化对复合材料性能的影响。

1.1 原材料及设备本实验用原材料是低粘度环氧树脂和风电叶片用单向布，环氧树脂的环氧当量为170，固化剂胺值为 500。

单向布织物由模量为 90GPa的高模无碱玻璃纤维编织而成。

成型工艺采用真空袋压手糊成型工艺。

力学测试设备为岛津 AG-IC100KN 型万能试验机，树脂含量测试设备为马弗炉和分析天平等。

1.2 实验方案1.2.1 样板制作单轴向玻璃纤维布为[0°(1152g/m2) ，90°(36g/m2)+50g短切毡]，分别制作拉伸和剪切样板，拉伸样板的铺层方式为[0°，90°]、[0°，90°]、[90°，0°]、[90°，0°]，剪切样板的铺层方式为[+45°(1152g/m2) ，-45°(36g/m2)]，[-45°(1152g/m2) ，+45°(36g/m2)]，[+45°(36g/m2)，-45°(1152g/m2)]，[-45°(36g/m2)，+45° (1152g/m2)]。

复合材料作业玻璃纤维增强环氧树脂引言：玻璃纤维增强环氧树脂是一种常见的复合材料，由玻璃纤维和环氧树脂组成。

它在航空航天、汽车工程、建筑等领域具有广泛的应用。

本文将介绍玻璃纤维增强环氧树脂的制备方法、性能特点以及应用领域。

一、制备方法：玻璃纤维增强环氧树脂的制备主要包括以下几个步骤：1.玻璃纤维预处理：将原始玻璃纤维进行处理，去除杂质和表面粘结剂，使其表面更容易与环氧树脂结合。

2.玻璃纤维浸渍：将经过预处理的玻璃纤维浸入环氧树脂中，使其充分浸渍，以增强纤维与环氧树脂的结合强度。

3.复合材料成型：将浸渍了环氧树脂的玻璃纤维进行成型，可以采用压模、注塑、纺丝等方法。

4.固化处理：通过加热或添加固化剂等方式使环氧树脂发生固化反应，从而形成坚固的复合材料。

二、性能特点：玻璃纤维增强环氧树脂具有以下几个性能特点：1.高强度：玻璃纤维的强度高，能够有效增强复合材料的强度，增加材料的承载能力。

2.轻质：相比于金属材料，玻璃纤维增强环氧树脂具有较低的密度，使得制品更加轻巧，有助于提高机械设备的工作效率。

3.耐腐蚀性：玻璃纤维增强环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能，可以在潮湿、酸碱等恶劣环境中长期使用。

4.耐热性：环氧树脂的耐热性较好，可以在一定范围内承受高温环境。

5.绝缘性：由于环氧树脂具有良好的绝缘性能，玻璃纤维增强环氧树脂常被用作绝缘材料。

三、应用领域：玻璃纤维增强环氧树脂具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1.航空航天领域：玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造航空器的机身、翼面、尾翼等部件，其轻质高强的特点可以提高航空器的飞行性能。

2.汽车工程：玻璃纤维增强环氧树脂可以用于汽车车身、座椅等部件的制造，其高强度和轻质特点可以提高汽车的安全性和节能性。

3.建筑领域：玻璃纤维增强环氧树脂可以用于建筑结构的加固和修复，如桥梁、楼梯等，其耐腐蚀性和耐久性可以延长结构的使用寿命。

4.电子工程：玻璃纤维增强环氧树脂可以用于制造电子产品的外壳、底座等部件，其绝缘性能可以保护电子元器件的安全运行。

玻璃纤维填充对环氧树脂基复合材料导电性能的影响研究导电性能是复合材料中一个非常重要的性能指标，特别是在电子器件和电磁屏蔽领域。

在复合材料中添加填充剂可以显著改善其导电性能。

本文旨在研究玻璃纤维填充对环氧树脂基复合材料导电性能的影响。

研究表明，玻璃纤维是一种常用的填充材料，具有优异的力学性能和导电性能。

通过将玻璃纤维与环氧树脂基复合材料相结合，可以有效提升复合材料的导电性能。

这是由于玻璃纤维本身具有良好的导电性能，且其表面形成的导电路径能够提供有效的导电通路。

首先，研究发现添加不同比例的玻璃纤维可以显著改善环氧树脂基复合材料的导电性能。

填充剂的添加量越多，导电性能越好。

这是由于填充剂的存在可以增加复合材料中导电颗粒之间的接触点数量，从而提高电子的传导性能。

此外，填充剂的导电路径还可以形成一种导电网络，进一步增强导电性能。

因此，适量添加玻璃纤维填充有助于提高复合材料的导电性能。

其次，研究还发现填充剂颗粒的形状和尺寸对导电性能有重要影响。

实验结果表明，较细小的填充剂颗粒能够提供更多的导电接触点，从而更有效地提升导电性能。

此外，填充剂颗粒的形状也对导电性能有一定的影响。

通常情况下，纤维状的填充剂颗粒能够形成更连续的导电路径，从而使导电性能更好。

因此，在选择填充剂时，需要考虑其颗粒的形状和尺寸，以获得最佳的导电性能。

此外，填充剂与环氧树脂基复合材料的界面相互作用也对导电性能有影响。

研究表明，优化填充剂与复合材料之间的界面相互作用可以提高导电性能。

一种常用的方法是使用表面改性技术，通过改变填充剂表面的化学性质，增强其与环氧树脂基复合材料的相容性，从而提高导电性能。

最后，环境因素对导电性能也有一定的影响。

研究表明，温度、湿度等环境因素会影响复合材料的导电性能。

在潮湿环境下，填充剂与环氧树脂的界面可能受到水的侵蚀，导致导电性能下降。

因此，在实际应用中需要综合考虑环境因素对导电性能的影响。

综上所述，玻璃纤维填充对环氧树脂基复合材料的导电性能具有显著影响。

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的自润滑性能研究摘要：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料具有广泛的应用前景，然而在实际使用中，摩擦和磨损问题限制了其性能的进一步提高。

为了改善其自润滑性能，需要进行相应的研究。

本文通过文献调研，总结了当前对于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料自润滑性能的研究进展，并提出了进一步的研究方法和方向。

1. 现状分析玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料在许多工业领域得到了广泛应用，并取得了较好的效果。

然而，在高温、高速和重载等恶劣环境下，摩擦和磨损现象日益显著。

此外，复合材料中硬质玻璃纤维的直接接触会导致摩擦系数的增加，进一步加剧了摩擦和磨损问题。

因此，提高玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的自润滑性能势在必行。

2. 自润滑机理自润滑是基于材料内部润滑剂释放的机制，润滑剂可以减少材料表面间的摩擦和磨损。

目前常用的润滑剂包括固体润滑剂和液体润滑剂。

固体润滑剂具有较好的耐高温性能和抗压性能，但由于齿轮的运动会破坏固体润滑剂层，从而导致润滑效果的下降。

液体润滑剂可以在摩擦表面形成润滑膜，阻止直接接触，减少摩擦系数和磨损。

因此，选择适当的润滑剂对于改善玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的自润滑性能非常重要。

3. 材料改性方法为了改善玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的自润滑性能，可以采取不同的材料改性方法。

一种常用的方法是在复合材料基体中添加固体或液体润滑剂。

通过此方法，可以有效地降低摩擦系数和磨损，并提高材料的自润滑性能。

另一种方法是在复合材料表面涂覆润滑膜。

涂覆润滑膜不仅可以提高材料的自润滑性能，还可以增加表面的硬度和耐磨性。

此外，还可以通过改变材料组成、优化制备工艺和表面处理等方法来改善自润滑性能。

4. 研究进展目前，国内外学者已经开展了许多关于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料自润滑性能的研究。

其中，很多研究聚焦于润滑剂的选择和添加量的优化。

例如，石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯等固体润滑剂的添加可以显著降低材料的摩擦系数和磨损。

液体成型用环氧树脂体系与碳纤维表面浸润性能研究采用1，4-丁二醇二缩水甘油醚（BDDGE）、聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）、双酚A聚氧乙烯醚06（BPE-06）3种活性环氧树脂稀释剂，分别制备了低黏度适合复合材料液体成型工艺（LCM）的环氧树脂体系，研究了体系与国产碳纤维（HF10）的表面浸润性。

首先，研究了稀释剂结构、用量对环氧树脂体系与碳纤维湿润性的影响；其次，研究了稀释剂/树脂/固化剂体系的湿润温度、反应程度对树脂与碳纤维表面的浸润性影响。

采用DCAT21表面/界面张力仪分析了树脂与碳纤维界面的前进接触角；采用Young-Dupre法，计算了树脂与碳纤维的热力学粘附功。

结果表明，采用稀释剂降低黏度，可以有效改善树脂体系与碳纤维的浸润性；相同黏度时，不同结构稀释剂提高浸润性效果顺序为：PEGDGE>BPE-06>BDDGE；升高温度可以提高环氧树脂与碳纤维的浸润性；随着反应程度的提高，树脂体系与碳纤维的湿润性变好。

标签：湿润性；接触角；粘附功；环氧树脂；活性稀释剂复合材料中树脂基体与纤维增强体之间是通过界面进行应力传递的，而树脂与纤维间良好的湿润作用是形成优质界面的重要因素。

因此，树脂对纤维的浸润性是影响树脂/纤维复合材料成型质量的关键。

大型碳纤维复合材料构件液体成型（LCM）工艺要求树脂具有低黏度、高浸润性、长适用期等特性，而与玻璃纤维相比，碳纤维的浸润性差，对树脂的流动和浸润性就提出了更高的要求，对于表面浸润性的研究就显得更为重要[1～4]。

本文根据Wilhelmy原理采用DCAT21表面/界面张力仪测试适合复合材料液体成型工艺的低黏度环氧树脂体系与国产碳纤维在工艺温度下的前进接触角以表征浸润性，采用Young-Dupre公式计算出相应的的热力学粘附功以表征界面结合强弱。

1 实验部分1.1 主要原料及树脂体系制备HF10碳纤维，江苏恒神纤维材料有限公司；环氧树脂BPF170，台湾南亚股份有限公司；1，4-丁二醇二缩水甘油醚（BDDGE），广州仑利奇化工原料有限公司；聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE），安徽恒远化工有限公司；双酚A聚氧乙烯醚06（BPE-06）；甲基六氢苯酐（MeHHPA），濮阳惠成电子材料股份有限公司。

硅烷偶联剂知识一、定义及性能特点硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其经典产物可用通式YSiX3表示。

式中，Y为非水解基团（也是有机基团，可以为环氧基、甲基丙稀酰氧基、巯基、氨基、烷基、异氰酸酯基和乙烯基），可与高分子发生化学反应或形成氢键，从而与高分子形成牢固的结合；X为可水解基团(包括Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-等），可与含羟基无机材料反应。

由于这一特殊结构，硅烷偶联剂会在无机材料（如玻璃、金属或矿物）和有机材料（如有机聚合物、涂料或粘合剂）的界面起作用，结合或偶联两种截然不同材料。

有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用，并可强化提高复合材料的物理化学性能,如强度、韧性、电性能、耐水、耐腐蚀性。

性能特点及优势使用玻璃纤维或矿物增强有机聚合物时，聚合物和无机材料之间的界面或界面相涉及许多物理和化学因素之间复杂交叉作用。

这些因素和粘合力、物理强度、膨胀系数、浓度梯度和产品性能保持力相关。

影响粘合的重要破坏力量就是水分迁移到无机增强的亲水表面。

水分侵蚀界面，破坏了粘接。

“真正”的偶联剂在无机和有机材料的界面可以形成耐水键结。

硅烷偶联剂具有独特的化学和物理性能，不但增强了结合强度，更重要的是，防止了在复合材料老化和使用过程中在界面上的键结解体。

偶联剂赋予了两个相异、难以结合表面之间的稳定结合。

硅烷偶联剂不仅可用作基体间的弹性桥联剂，即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性，达到提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的；也可用作材料表面改性剂，赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能；还可以用作非交联聚合物体系的交联固化剂，使其实现常温常压固化。

在复合材料中，选择合适的硅烷可以使复合材料的弯曲强度提高40%以上。

硅烷偶联剂也增强了涂层和粘合剂之间的结合强度，同时增强了对湿度和其他恶性环境条件的抵抗力。

硅烷偶联剂可提供的其他优势包括：1、更好的浸湿无机材料2、复合时具有更低的粘度3、更光滑的复合材料表面4、降低无机材料对热固复合材料催化剂的抑制作用5、更清晰透明的增强塑料二、硅烷偶联剂的作用机理硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定，但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响，现在还没有一套完整的偶联机理来解释。

环氧树脂在玻璃纤维浸润剂中的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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碱性条件下玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构演变研究在碱性条件下，玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构演变是一个关键而有趣的研究领域。

这个领域的研究对于理解复合材料的力学性质、工艺优化和材料设计都具有重要意义。

本文将就碱性条件下玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构进行探讨，并概述当前的研究成果和发展方向。

首先，我们需要了解玻璃纤维增强树脂基复合材料的基本构成。

该复合材料是由玻璃纤维作为增强相，树脂作为基体相组成。

玻璃纤维具有优良的力学性能和成本效益，而树脂则可以提供良好的粘结性能和化学稳定性。

在制备过程中，树脂基体将浸润玻璃纤维，形成连续的复合材料结构。

在碱性条件下，玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构会发生一系列的变化。

首先，碱性环境会引发树脂基体的溶解和降解反应，导致树脂基体的机械性能下降。

同时，碱性条件下玻璃纤维表面的氧化物和水分也会与树脂发生反应，进一步破坏树脂基体的结构。

这些反应会导致树脂基体的微观结构发生变化，并对复合材料的性能产生影响。

研究者们通过使用多种实验技术和表征方法来研究碱性环境下玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构演变。

其中，光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等显微镜技术可以用于观察材料中的纤维分布、纤维间的界面结构以及纤维表面的化学反应。

X射线衍射和傅立叶变换红外光谱等技术可以用来分析材料的晶体结构和化学成分的变化。

通过这些实验手段，研究者们可以深入了解碱性条件对复合材料微观结构的影响和演变规律。

研究成果显示，碱性条件下，玻璃纤维增强树脂基复合材料的微观结构演变主要包括以下几个方面。

首先，在树脂基体降解的过程中，树脂链断裂、交联和降解产物的生成等反应会使得树脂基体的分子量下降和配位结构发生改变。

这些变化会导致树脂基体的力学性能下降和玻璃纤维与基体的粘结性能减弱。

其次，碱性环境中的化学物质会与玻璃纤维表面的氧化层发生反应，形成新的化学键和产物。

这些变化会影响纤维与基体之间的界面结构和粘结强度。

玻璃纤维表面处理对热固性树脂基复合材料性能的影响玻璃纤维是一种常用的增强材料，被广泛应用于热固性树脂基复合材料中。

然而，未经处理的玻璃纤维表面具有一些不利影响，例如其表面的光滑度差、与树脂之间的黏附性不理想等。

因此，为了提高热固性树脂基复合材料的性能，对玻璃纤维表面进行处理是必要的。

一种常用的玻璃纤维表面处理方法是化学处理。

化学处理可以通过修改玻璃纤维表面的化学成分和结构来改变其性质。

例如，使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面可以引入有机功能团，增加其与树脂之间的黏附性。

此外，化学处理还可以提高玻璃纤维表面的亲水性，改善其与树脂的相容性。

研究表明，经过化学处理的玻璃纤维对热固性树脂基复合材料的性能有显著影响。

首先，处理后的玻璃纤维表面光滑度得到改善，减少了表面缺陷，从而提高了复合材料的表面质量。

其次，化学处理增加了玻璃纤维与树脂之间的黏结强度，提高了复合材料的力学性能。

例如，弯曲强度和拉伸强度等力学性能得到显著提高。

此外，化学处理还可以增加复合材料的疲劳寿命，提高其耐久性。

研究表明，经过化学处理的玻璃纤维增强复合材料在循环荷载下具有更好的疲劳性能。

除了化学处理，还有其他几种表面处理方法也被广泛应用于改善玻璃纤维表面性能。

例如，物理处理通过改变玻璃纤维表面的形貌和结构来提高其性能。

常见的物理处理包括喷砂、静电纺丝和等离子体处理等。

这些物理处理方法可以增加玻璃纤维表面的粗糙度，进一步增加树脂与纤维之间的黏附强度。

同时，物理处理还可以增加玻璃纤维表面的活性位点数量，进一步提高与树脂的相容性。

此外，也有研究针对不同的树脂系统和复合材料应用特定的表面处理方法。

例如针对环氧树脂基复合材料，研究人员发现经过表面处理的玻璃纤维可以极大地提高复合材料的力学性能和热稳定性。

类似地，对聚酰亚胺树脂基复合材料的研究表明，表面处理可以明显改善复合材料的薄膜界面性能，提高其耐热性和抗化学腐蚀能力。

综上所述，玻璃纤维表面处理对热固性树脂基复合材料的性能具有显著影响。

树脂在复合材料和纤维增强材料中的应用复合材料是由两种或两种以上物质（不同形态或不同化学成分）所构成的具有新的性质的材料。

它是由增强材料和基体材料（或叫树脂）组成的。

增强材料多为纤维，如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。

而树脂则是一种粘稠的液体，是决定复合材料性能的重要因素之一。

在复合材料中，树脂的主要作用是固定增强材料，增强材料则起到抵抗外部载荷的作用。

在纤维增强材料中，树脂的主要作用是使纤维之间产生粘合力，增强材料则起到抵抗外部载荷的作用。

因此，树脂是复合材料和纤维增强材料中必不可少的一种材料。

树脂的种类很多，比较常用的有环氧树脂、聚酰胺树脂、不饱和聚酯树脂等。

环氧树脂环氧树脂是一种性能优良的高分子材料，由于其独特的固化性能、化学性质、力学性能,已得到广泛的应用。

这种树脂适用于不同种类的复合材料、粘合剂和涂料等。

环氧树脂的固化性能好，与众多物质反应性佳，可以与多种固化剂在特定温度下反应，得到高强度、高刚度和低收缩的固体结构体材料。

它在温度等环境变化条件下表现出稳定的性能，具有优异的力学性能、热性能和电性能。

环氧树脂的化学性质也非常优异，它的化学惰性很高，可以对许多有机和无机化合物进行良好的耐腐蚀保护。

环氧树脂在机械制造、电子、光学、航空航天、军工、汽车摩托车等领域有广泛的应用。

在航空航天和汽车行业中，环氧树脂主要被用于生产各种结构部件，如螺旋桨、舵面、机身骨架、车身骨架等。

同时，环氧树脂还被广泛应用于电子工业生产线路板、晶体管、互连元件等。

聚酰胺树脂聚酰胺树脂(caprolactam) 是一种高性能的热固性塑料。

这种材料特别适用于需要耐高温、高强度和高刚度的应用场合，如航空、电气、船舶、汽车和电子等行业。

聚酰胺树脂具有许多优异的特性。

它的高温性能非常优异，热变形温度为 220~260°C，高温下仍有良好的力学性能。

同时，聚酰胺树脂还有很好的耐腐蚀性，能够抵抗强酸、强碱、有机溶剂等多种腐蚀介质。

玻璃纤维论文：玻璃纤维与树脂的润湿性研究【中文摘要】环氧树脂由于具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能、价格低廉,作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等广泛应用于机械、电子、电器、航空、航天、化工、交通运输、建筑等领域。

作为一种液态体系的环氧树脂具有在固化反应过程中收缩率小,其固化物的粘结性、耐热性、耐化学药品性以及机械性能和电气性能优良的特点。

聚酯树脂具有良好的加工特性,可以在室温、常压下固化成型,不释放出任何副产物,粘度比较适宜,工艺性能优良,固化后树脂综合性能好,品种多、适应广泛,价格较低。

而玻璃纤维是电子信息、航空、航天等行业的关键基础材料,在国民经济和国防军工的诸多领域有重要应用,绝缘性、耐热性好,机械强度高,故配合树脂赋予形状以后可以成为优良的结构用材,通常作为复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等。

研究二者润湿性,无论是对于复合材料新型制备工艺,还是具有较好发展前景的热塑性树脂基复合材料工艺,以及对提升我国玻璃纤维产业技术水平和持续发展能力,推动我国高端民用电子产业和国防工业发展都有重要的现实意义和历史意义。

通过吊片法测定不同温度条件下的树脂表面张力,分析了温度与表面张力关系,以及表面张力因液体温度升高而减小的理论解释。

研究表明:聚酯树脂表面张力大于环氧树脂表面张力。

树脂传递模塑(ResinTransfer Molding,RTM)工艺是广泛应用在航天航空、汽车、机械、电子及建筑领域的一种先进复合材料制备方法。

RTM工艺要求树脂有好的工艺性能,其中树脂的表面张力、粘度直接影响树脂的浸润性和最终产品的质量。

因此,本文中主要讨论树脂的粘度、表面张力对浸润性能的影响,以满足树脂对纤维的充分浸润及RTM工艺中的流动充模要求。

树脂浸润玻璃纤维时,接触角随着树脂粘度的增大而增大;随表面张力的增大而减小,两者表现为线性关系;四种玻璃纤维与聚酯树脂的润湿性好一些,在环氧树脂中属基本不润湿。