芳綸纖維-酚醛樹脂復合材料的研究.pdf

1、纖維增強樹脂基復合材料以其輕質(zhì)、高比強、高比模、耐高溫和極強的材料-性能可設計性而成為發(fā)展迅猛的高技術(shù)材料之一。芳綸纖維(Kevlar)是一種高性能有機纖維，酚醛樹脂(PF)是一種力學性能優(yōu)異的熱固性樹脂，因此芳綸纖維與酚醛樹脂的有機結(jié)合可望獲得性能更加優(yōu)異的復合材料。然而由于酚醛樹脂固化溫度高，高的固化溫度對復合材料的力學性能有影響，且固化物強度高，其韌性較差，不能達到韌性和剛性的適中范圍；芳綸纖維表面化學活性低，極性官能團較少，而且

2、表面光滑，導致纖維與樹脂基體的界面粘結(jié)性能差，不能獲得性能優(yōu)異的先進聚合物基復合材料。因此，本文就針對芳綸纖維／酚醛樹脂復合材料存在的上述問題，展開了相關(guān)研究。
　　 首先，本文以KH-550為原料，通過水解縮合法設計制備了一種帶有-Si-O-Si-官能團的超支化聚硅氧烷(HPSi)。以HPSi作為改性劑，制得HPSi/PF樹脂，研究了HPSi含量對HPSi/PF樹脂的固化行為和性能的影響。結(jié)果表明，在酚醛樹脂中通過加入超支化聚

3、硅氧烷，使樹脂基體中形成一種韌性較好的-Si-O-Si-的交聯(lián)網(wǎng)絡，且結(jié)構(gòu)中含有一定量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，可以有效的調(diào)節(jié)酚醛樹脂的韌性和剛性；對于改性的酚醛樹脂，還突出研究了其熱學性能、介電性能等。
　　 其次，針對芳綸纖維同樹脂基體之間粘接性差的問題，我們采用磷酸處理的方法對芳綸纖維進行表面改性。通過考察纖維表面化學結(jié)構(gòu)、元素組成、表面形貌以及表面粗糙度的變化，研究對芳綸纖維表面性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過磷酸溶液處理的纖維表面存在一定