聚合物基复合材料
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聚合物基复合材料的优势及特点详细介绍Advantages of Polymer-based Composite MaterialsPolymer-based composite materials have numerous advantages, making them widely used in various industries. Here are some of the key benefits:1. Lightweight: Polymer composites are known for their low density, making them significantly lighter than traditional materials such as metals. This property makes them ideal for applications where weight reduction is essential, such as aerospace and automotive industries.2. High Strength-to-Weight Ratio: Despite their lightweight nature, polymer composites exhibit excellent strength-to-weight ratios. They possess high tensile strength, allowing them to withstand heavy loads and resist deformation. This strength makes them suitable for structural applications where strength and durability are crucial.3. Corrosion Resistance: Unlike metals, polymer composites are highly resistant to corrosion. They do not rust or corrode whenexposed to moisture or harsh chemicals. This property makes them suitable for applications in marine environments or chemical processing industries.4. Design Flexibility: Polymer composites can be easily molded into complex shapes, offering designers immense flexibility. This versatility allows for the creation of intricate and customized components, meeting specific design requirements. It also enables the integration of multiple functionalities into a single part, reducing the need for assembly.5. Electrical Insulation: Polymer composites possess excellent electrical insulation properties. They can effectively shield against electrical currents and prevent short circuits. This characteristic makes them suitable for applications in electrical and electronic industries, where insulation is critical.6. Cost-Effectiveness: Polymer composites often offer acost-effective solution compared to traditional materials. While the initial manufacturing costs may be higher, their long-term benefits, such as reduced maintenance and longer lifespan, offset the initial investment.In conclusion, the advantages of polymer-based composite materials, including their lightweight nature, highstrength-to-weight ratio, corrosion resistance, design flexibility, electrical insulation, and cost-effectiveness, make them a preferred choice in various industries.中文回答:聚合物基复合材料的优点聚合物基复合材料具有许多优点,广泛应用于各个行业。
聚合物基复合材料的热稳定性研究聚合物基复合材料由于其优异的性能,在众多领域得到了广泛的应用。
然而,其热稳定性是影响其使用性能和寿命的关键因素之一。
因此,对聚合物基复合材料热稳定性的研究具有重要的理论和实际意义。
聚合物基复合材料是由聚合物基体和增强材料组成的多相体系。
常见的聚合物基体包括热塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等)和热固性聚合物(如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等);增强材料则有纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)、颗粒(如滑石粉、碳酸钙等)等。
不同的基体和增强材料的组合,以及它们之间的界面相互作用,都会对复合材料的热稳定性产生影响。
热稳定性可以从多个方面来衡量。
其中,热分解温度是一个重要的指标。
当聚合物基复合材料受热时,会发生化学键的断裂和重组,导致材料的质量损失和性能下降。
通过热重分析(TGA)等技术,可以测量材料在不同温度下的质量变化,从而确定其热分解温度。
一般来说,热分解温度越高,材料的热稳定性越好。
聚合物基体的化学结构对复合材料的热稳定性起着决定性的作用。
例如,具有芳香环结构的聚合物通常比脂肪族聚合物具有更高的热稳定性。
这是因为芳香环的共轭结构能够增加分子的刚性和热稳定性。
此外,聚合物的分子量和分子量分布也会影响热稳定性。
较高的分子量通常会提高材料的热稳定性,因为分子链之间的缠结和相互作用更强,能够更好地抵抗热分解。
增强材料对聚合物基复合材料的热稳定性也有显著的影响。
以纤维增强复合材料为例,纤维的种类、长度、直径和含量等因素都会影响热稳定性。
碳纤维具有优异的热稳定性,将其加入聚合物基体中可以显著提高复合材料的热分解温度。
这是因为碳纤维不仅本身具有较高的耐热性,还能够起到导热和阻碍热传递的作用,从而延缓基体的热分解。
复合材料中基体与增强材料之间的界面相互作用也不可忽视。
良好的界面结合能够有效地传递应力和热量,提高复合材料的整体性能。
界面处的化学键合、物理吸附和机械嵌合等作用都会影响热稳定性。
例如,通过对纤维进行表面处理,增加其与基体之间的相容性和界面结合强度,可以提高复合材料的热稳定性。
考试题型一、填空题〔1分*10题=10分〕二、判断题〔1分*6=6分〕三、名词解释〔4分*5=20分〕四、简答题〔8分*8题=64分,含1道计算题〕第一章聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展1.什么是复合材料?与金属材料相比有何主要差异?答:定义:复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
它既保持了原组分材料的主要特色,又通过符合效应获得原组分所不具备的的新性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并充分并联,从而获得新的优越性能,这与一般的简单的混合有本质的区别。
与金属材料的区别:2.复合材料有哪些优点?存在的主要问题是什么?答:优点:1〕比强度、比模量高;2〕耐疲劳性好,破损性能高;3〕阻尼减振性好:a.受力结构的自振频率除了与结构本身形状有关以外,还与材料的比模量平方根成正比;b.复合材料具有较高的自振频率,其结构一般不易产生共振;c.复合材料机体与纤维的界面有较大的吸收振动能量的能力,致使材料得振动阻尼很高,一旦振起来,也可在较短时间内停下来。
4〕具有多种功能性:a.瞬时耐高温性、耐烧蚀性好;b.优异的电绝缘性能和高频介电性能;c.良好的摩擦性能;d.优良的腐蚀性,维护本钱低;e.特殊的光学、电学、磁学的特性。
5〕良好的加工工艺性;6〕各向异性和性能的可设计性。
主要问题:工艺方法的自动化、机械化程度低,材料性能的一致性和产品质量的稳定性差,质量的检测方法不完善,破坏模式不确定和长期性能不确定,长期耐高温和环境老化性能不好等。
3.简述复合材料的组成。
界面为什么也是一个重要组成局部?答:复合材料是由基体材料和增强体材料构成的多项体系。
基体材料为连续相,按所用基体材料的不同,可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚合物基复合材料。
增强材料为分散相,通常为纤维状材料,如玻璃纤维、有机纤维等。
原因:界面也是重要组成局部的原因是因为增强相与基体相的界面区域因为其特殊的结构组成,这种结构对材料的宏观性能产生影响,因此也是不可缺少的重要组成局部。
基于MaterialsStudio的聚合物基纳米复合材料力学性能模拟基于MaterialsStudio的聚合物基纳米复合材料力学性能模拟摘要:聚合物基纳米复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。
通过模拟聚合物基纳米复合材料的力学性能,可以为该材料的设计和优化提供重要的指导。
本文介绍了基于MaterialsStudio软件进行聚合物基纳米复合材料力学性能模拟的原理和方法,并通过实例分析了不同纳米颗粒含量对复合材料力学性能的影响。
1. 引言聚合物基纳米复合材料具有轻质、高强度、可调节的性能等优点,广泛应用于航空航天、电子、医疗等领域。
研究聚合物基纳米复合材料的力学性能对于设计和制备具有优异性能的材料至关重要。
然而,实验手段受到许多限制,因此,利用计算方法模拟复合材料的力学性能具有重要的研究价值。
2. MaterialsStudio软件MaterialsStudio是一种常用的材料模拟软件,具有多种功能模块,可以对材料的结构、热力学和力学性能进行模拟和计算。
在本研究中,我们使用MaterialsStudio软件对聚合物基纳米复合材料的力学性能进行模拟。
3. 模拟方法首先,利用MaterialsStudio软件建立聚合物基纳米复合材料的原子结构模型。
可以选择合适的力场参数和纳米颗粒的分布模式,在模拟中考虑聚合物链的连续性和纳米颗粒的随机分布等因素。
其次,通过分子动力学模拟方法计算材料的力学性能。
选择适当的温度和压力条件,在模拟中施加外力或加载条件,计算聚合物基纳米复合材料的应力-应变曲线、力学强度、断裂韧性等力学性能指标。
最后,通过模拟结果分析纳米颗粒含量对聚合物基纳米复合材料力学性能的影响。
可以比较不同含量的纳米颗粒样品在力学性能上的差异,并对其影响机理进行解释。
4. 实例分析以聚合物基纳米复合材料为研究对象,设置不同纳米颗粒含量的样品,并进行MaterialsStudio模拟。
通过模拟结果可以得到不同含量纳米颗粒样品的应力-应变曲线,分析其力学强度和断裂韧性的变化规律。
3.聚合物基复合材料的工艺(重要)(1)预浸料的制备工艺1.热固性预浸料的制备1)溶液浸渍法。
将树脂基体个组分按规定的比例溶解于低沸点的溶剂中,使之成为一定浓度的溶液,然后将纤维束或织物以规定的速度通过基体溶液,使其浸渍上定量的基体溶液,并通过加热除去溶剂,使树脂得到合适的黏性。
2)热熔法。
分为直接熔融法和胶膜压延法。
2.热塑性预浸料制备。
可分为预浸渍技术与后浸渍技术两类。
(2)手糊成型工艺。
先在磨具上涂刷一层脱膜剂,后加入含固化剂树脂混合物,再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子、压辊或刮刀压挤织物,使其均匀浸胶并排除气泡,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度为止。
然后再固化、脱膜、修边,得到复合材料制品。
(3)模压成型工艺。
是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内,经加热、加压固化成型的方法。
是广泛使用的对热固性树脂和热塑性树脂都适用的纤维复合材料成型方法。
(4)喷射成型工艺。
将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧测(或在喷枪内混合)喷出,同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出,与树脂一起均匀沉积到模具上。
持沉积到一定厚度,用手辊滚压,使纤维浸透树脂、压实并除去气泡,最后固化成制品。
(5)连续缠绕工艺。
一种将浸渍了树脂的纱或丝束缠绕在回转芯模上。
常压下在室温或较高温度下固化成型的一种复合材料制造工艺。
是一种生产各种尺寸回转体的简单有效的方法。
(6)注射成型。
将颗粒状树脂、短纤维送入注射腔内,加热熔化、混合均匀,并以一定的挤出压力,注射到温度较低的密闭模具中,经过冷却定型后,开模便得到复合材料制品。
6.陶瓷基复合材料的制备工艺(成型工艺)(1)等静压成型。
一般等静压指的是湿袋式等静压(也叫湿法等静压),就是将粉料装入橡胶或塑料等可变形的容器中,密封后放入液压油或水等流体介质中,加压获得所需的坯体。
(2)热压铸成型。
热压铸成型是将粉料和蜡(或其他有机高分子黏结剂)混合后,加热使蜡(或其他有机高分子黏结剂)熔化,使混合料具有一定流动性,然后将混合料加压注入模具,冷却后即可得到致密的较硬实的坯体。
ASTM 标准:D 2344/D 2344M–00聚合物基复合材料及其层压板短梁剪切强度标准试验方法1 Standard Test Method for Short-Beam Strengthof Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates1 范围1.1 本试验方法适用于测量高模量纤维增强的聚合物基复合材料的短梁剪切强度。
短梁试件从一块曲板或平板上经机械加工而成,其厚度可达6mm[0.25in],短梁承受3点弯曲载荷。
1.2 复合材料形式限定于连续或不连续纤维增强的聚合物基复合材料,其弹性性能关于梁的纵轴是均衡、对称的。
1.3 本标准并未打算提及,如果存在的话,与使用有关的所有安全性问题。
在使用本标准之前,本标准的用户有责任建立合适的安全与健康的操作方法,以及确定规章制度的适用性。
1.4 以国际单位(SI)或英制单位(inch–pound)给出的数值可以单独作为标准。
每一种单位制之间的数值并不严格等效,因此,每一种单位制都必须单独使用。
由两种单位制组合的数据可能导致与本标准的不相符。
2 参考文献2.1 ASTM标准D 792 置换法测量塑料密度和比重(相对密度)试验方法2Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics byDisplacementD 883 与塑料相关的术语2Terminology Relating to PlasticsD 2584 弯曲增强树脂燃烧质量损失试验方法3Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced ResinsD 2734 增强塑料空隙含量试验方法3Test Method for Void Content of Reinforced PlasticsD 3171 复合材料组分含量测试方法4Test Method for Constituent Content of Composite MaterialsD 3878 复合材料术语4Terminology of Composite Materials1本试验方法由ASTM的复合材料委员会D30审定,并由单层和层压板试验方法专业委员会D30.04直接负责。
聚合物基复合材料试题文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)第一章聚合物合金的概念、合金化技术的特点聚合物合金:有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系合金化技术的特点:1、开发费用低,周期短,易于实现工业化生产。
2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。
3、有利于产品的多品种化和系列化。
热力学相容性和工艺相容性的概念热力学相容性:达到分子程度混合的均相共混物,满足热力学相容条件的体系。
工艺相容性:使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。
如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性1、共混体系的混合自由能(ΔG M )满足ΔG M =ΔH M -T ΔS M <02、聚合物间的相互作用参数χ12为负值或者小的正值。
3、聚合物分子量越小,且两种聚合物分子量相近。
4、两种聚合物的热膨胀系数相近。
5、两种聚合物的溶度参数相近。
*思考如何从改变聚合物分子链结构入手,改变聚合物间的相容性1、通过共聚使分子链引入极性基团。
2、对聚合物分子链化学改性。
3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。
4、形成IPN 或交联结构。
5、改变分子量。
第二章*列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素,并说明分别是如何影响的组分比:含量高的组分易形成连续相;黏度比:黏度低的组分流动性较好,容易形成连续相;内聚能密度:内聚能密度大的聚合物,在共混物中不易分散,容易形成分散相; 溶剂类型:连续相组分会随溶剂的品种而改变;聚合工艺:首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。
说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响共混体系中聚合物间的工艺相容性越好,它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合,两相间的过渡区越宽,相界面越模糊,分散相微区尺寸越小。
完全相容的体系,相界面消失,微区也随之消失而成为均相体系。
两种聚合物间完全不相容的体系,聚合物之间相互扩散的倾向很小,相界面和明显,界面黏接力很差,甚至发生宏观的分层剥离现象。
聚合物基复合材料 第二节 聚合物基复合材料(PMC) 1.1 聚合物基体 1.2 PMC界面 1.3 PMC制备工艺 1.4 PMC性能与应用
聚合物基复合材料(PMC)是以有机聚合物为基体,连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低,但由于其粘接性能好,能把纤维牢固地粘接起来,同时还能使载荷均匀分布,并传递到纤维上去,并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点,并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。
实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料;另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如:玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点,同时还有其本身的特殊性能。
通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料(FRP),而为各种目的加入各种填料的高分子材料不在这里论及。
1.1聚合物基体 聚合物基体是纤维增强塑料的一个必需组分,在复合材料成型过程中,基体经过复杂的物理、化学变化过程,与增强纤维复合成具有一定形状的整体。因而基体性能直接影响复合材料性能。基体的主要作用包括将纤维粘合成整体并使纤维位置固定,在纤维间传递载荷,并使载荷均匀;决定复合材料的一些性能。如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等;决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择;保护纤维免受各种损伤。此外对复合材料一些性能有重要影响,如纵向位伸、尤其是压缩性能,疲劳性能,断裂韧性等。
1、分类 用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、聚醚醚酮等,它们是一类线形或有支链的固态高分子,可溶可熔,可反复加工成型而无任何化学变比。热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等,它们在制成最终产品前,通常为分于量较小的液态或固态预聚体,经加热或加固化剂发生化学反应固化后,形成不溶不熔的三维网状高分子。
2、热塑性基体 原则上.所有的热塑性树脂,如聚烯烃、聚醚、聚酰胺、聚脂、聚砜等都可作为复合材料基体。
普通的热塑性基体包括通用塑料,如聚丙烯(PP)、ABS树
脂和工程塑料等。它们通常用20一40%的短纤维增强,拉伸强度和弹性模量可提高1—2倍,可明显改善蠕变性能,提高热变形温度和导热系数,降低线膨胀系数,增加尺寸稳定性,降低吸湿率,抑制应力开裂、提高疲劳性能。这些短纤维增强的热塑性塑料作为工程材料广泛用于机械零部件、汽车、化工设备等。
而耐高温的特种工程塑料作为先进复合材料基体,通常以连续纤维增强,其典型品种的结构和物性数据列于表4—4。
聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶性热塑性树脂,其玻璃化转变温度为143度,熔点为334度,结晶度与其加工热历史有关,一般在20一40%,最大结晶度为48%。PEEK具有优异的力学性能和耐热性,其在空气中的热分解温度达6500C,加工温度在370一4200C,以PEEK为墓体的复合材料可在2500C的高温下长期使用。在室温下,PEEK的模量与环氧树脂相当,强度优于环氧,而断裂韧性极高(比韧性环氧树脂还寓一个数量级以上)。PEEK耐化学腐蚀性可与环氧树脂媲美.而吸湿宰比环氧低得多。PEEK耐绝大多数有机溶剂和酸碱,除液体氢氟酸、浓硫酸等个别强质子酸外,PEEK不为任何溶剂所溶解。此外,PEEK还具有优秀的阻燃性、极低的发烟串和有毒气体释放率,以及极好的耐辐射性。碳纤维(AS—4)增强PEEK的第二代产品称ACP—2,耐疲劳性超过环氧/碳纤维复合材料.耐冲击性好,在室温下具有很良好的耐蛹变性能。APc—2的层间断裂韧性很高,(G1c>L 8KJ/m’)。PEEK基复合材料已经在飞机结构上大量使用。
聚醚砜(PES)是一种非晶聚合物,其玻璃化转变温度高达225nC,可在1800c温度下长期使用。但是,由于PEs的耐溶剂性差,限制了它在飞机结构等领域的应用,但PES基复合材料的在电子产品、雷达天线罩、靶机蒙皮等方面得到大量应用,它也可用于宇宙飞船的关键部件。
聚酰按酰亚胺(PAI)是一种熔体粘度很高的热塑性树脂,通常也称假热塑性树脂。它具有优异的耐热性,其玻璃化温度Tg可达280℃,长期使用温度达240℃。
3、热固性基体 热固性基体(不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等)在连续纤维增强树脂基复合材料中一直占统治地位。不饱合聚酯树脂、酚醛树脂主要用于玻璃增强塑料,其中聚酯树脂用量最大,约占总量的80%,而环氧树脂则一般用作耐腐蚀性或先进复合材料基体。几种热固性树脂.(浇铸体)典型的物理及力学性能列于表4—2。
不饱合聚酯树脂(UP—UnsaturatedPo1yes比rR6sin)是由不饱合二元酸或酸酐、饱合二元酸或酸酐与二元醇经缩聚反应合成的低聚物。将其溶解在乙烯类单体中所形成的溶液称不饱合聚酯树脂。表4—3比较了几种热固性
树脂基体的性能及应用范围。通用不饱合聚酯是由顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐与I,2—丙二醉按摩尔比1“1;2.15合成的,溶于苯乙烯中得到低粘度树脂。UP的固化是由聚亩中的双键,在引发剂(如过氧化物)作用下与固化剂苯乙烯(或MMA)共聚形成高交联度的三维网状结构而完成的。不饱合聚酯的性能取决于单体类型和比例,饱和二元酸与不饱和二元酸比例越大,则树脂韧性越好,但耐热性越差。UP是目前复合材料领域中用量最大约一类树脂基体,其牌号繁多、用途广泛,可根据制品性能要求及成型工艺方法的不同,选用不同种类树脂,可适用于手糊、模压、缠绕、拉挤等各种工艺。
与环氧比较,不炮台聚酪树胎的固化收缩率较大、耐热性较差,但由于它的价格较便宜,制造也较方便,因而作为通用复合材料加GF/UP玻璃钢仍占市场主导地位。广泛用于电器、建筑、防腐、交通等许多领域。
环氧树脂(EP)是—种分子中各有两个或两个以上活性环氧基团—(二二12一)的低聚物。 环氧树脂具有适应性湿(可选择的品种、固化剂、改性剂等种类很多)、工艺件好、粘接力大、成型收缩率低、化学稳定性好等优点.因而其用量大,使用广泛。
环氧树脂的固化可以通过催化剂使环氧基相互连接而固化,也可以用台有能与环氧基反应的官能团的反应性固化剂固化。常用固化剂包括脂肪族或芳香族胺类,有机多元酸或酸酐等。单纯的环氧树脂固化后是很脆的,为了改善这一性能,常向体系中加入增韧剂。它不但能改善树脂的冲击强度相耐热冲击性能.还能减少固化时反应热和收缩率。但增韧剂的加入会导致树脂耐热性、电性能、耐化学腐浊性及某些力学性能的下降。
酚醛树脂是由酚类(主要是苯酚)和醛类(主要是甲醛)聚合生成的一类树脂,它是最早工业化的热因性合成树脂。由于其合成方便,价格低廉以及固化彻的一些特殊性能,如阻燃性、耐烷蚀性、低发烟性和耐热性等,使其不但在胶粘剂、油漆、电绝缘材料等方面仍大量应用。作为FRP基体也有许多应用.如制造宇宙飞行器的耐烧蚀材料、印刷电路板、隔热板、摩擦材料等。用于FRP的酚醛树脂很多是改性的,如硼酚醛、有机硅酚醛等。
1.2 PMC界面 由于复合材料结构有不同于金属材料结构的许多特点,因此复合材料结构设计也不同于金属材料结构设计。复合材料结构设计包含了材料设计的内容,复合材料的界面结构与性质直接控制或影响复合材料的性能。因而,复合材料的界面表征、控制或改善界面状态,对于复合材料设计来说是一项重要内容。
1.PMC界面结构 PMC界面层结构主要包括接近反应层
的基体拟制层、与基体的反应层或偶联剂参与的反应层、以及增强剂表面。有时,增强剂表面吸附的一些物质也可能残留在界面区或由于浸润不完全而在界面产生孔隙。当然,在界面区还存在残余热应力的作用。因而.了解界面结构的目的就是要了解基体与增强剂表面的作用,偶联剂与增强剂及基体作用,增强剂表面的组成、结构及物理、化学性质,界面层性质,界面粘接强度的大小以及残余应力的大小及作用等。 界面结构可以通过电子显微镜(SEM和TEM)、光电子能谱(ESCA,AES)、红外光谱(FTIR)和拉曼(只。man)光谱、二次离子质谱(s1MS)、色谱等现代分析技术进行界面层的化学结构和组织结构解析。
由于界面粘结取决于纤维的排列、化学性质,以及高分子基体的分子结构和化学组成,因此界面性质是因纤维—基体系统而异的。粘着理论认为,对一个简单系统来说,界面的粘结是由纤维与基体间的粘着力引起的。然而,纤维上常涂有一层涂料,这层涂料形成纤维与基体之间的结合层,对粘着可以认为主要是发生在界面上的五种机理,即吸附和浸润、相互扩散、静电吸引、化学键结合、机械粘着,所造成的。它们或者独立作用或者联合作用产生界面的粘结。
2. PMC界面粘接强度测定 PMC界面粘接强度是PMC界面的一项重要的性能指标,对于界面研究和复合材料设计都有重要意义。常用的界面粘接强度测定有两类方法,即单纤维测试方法和。
单纤维测试方法中有单纤维拔出法、单纤维临界长度法、微压入法等(如图4—6)。它们可容易地判断界面断裂机制和粘接强度,特别适用于经不同表面处理的纤维间的比较及研究真实的界面现象.但它的局限性是把一根孤立的纤维包埋在基体中,不能真实反映复合材料性能。