含鋁倍半硅氧烷雜化膜的制備與性能研究.pdf

1、石英纖維增強(qiáng)磷酸鹽基復(fù)合材料具有耐高溫、抗氧化、良好的加工性的優(yōu)點(diǎn)，可滿足多種功能材料的需求，但磷酸鹽基體對(duì)石英纖維的腐蝕作用會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料綜合性能降低，尤其在高溫條件下此類材料的力學(xué)性能下降明顯，使其應(yīng)用范圍受到了一定的限制。為了提高磷酸鹽基復(fù)合材料中石英纖維的增強(qiáng)效果，本文采用仲丁醇鋁和帶有雙鍵的三種類型硅烷偶聯(lián)劑為前驅(qū)體，通過(guò)溶膠-凝膠法合成Al2O3-POSS復(fù)合溶膠，對(duì)石英纖維表面進(jìn)行涂覆，研究防護(hù)膜的抗腐蝕性能及其對(duì)復(fù)合材料

2、力學(xué)性能的影響。
　　本文研究了前驅(qū)體種類、溶劑含量、螯合劑、水的加入量等因素對(duì)鋁溶膠透明度和穩(wěn)定性的影響，獲得了最佳合成工藝條件：按仲丁醇鋁：乙酰乙酸乙酯：乙醇：去離子水=1:0.3:30:0.8的摩爾比，將反應(yīng)物于80℃水浴中回流攪拌5h合成了透明穩(wěn)定的Al2O3溶膠。將硅烷偶聯(lián)劑水解縮合而得的POSS溶膠與其混合攪拌、老化，得到了均勻的Al2O3-POSS復(fù)合溶膠體系。通過(guò)紅外光譜吸收法(FT-IR)對(duì)復(fù)合溶膠的成鍵情況進(jìn)行

3、表征，利用差示掃描量熱法(TG-DTA)分析了復(fù)合溶膠的熱性能，最后用凝膠滲透色譜法(GPC)研究了不同組分對(duì)復(fù)合溶膠分子量分布的影響，結(jié)果表明以Al-O-Si化學(xué)鍵結(jié)合的復(fù)合溶膠具有良好的熱性能及更高的分子聚合度。
　　研究了纖維表面雜化膜的涂覆工藝：利用X射線光電子能譜法（XPS)確定了硫酸酸洗法能較完全除去石英纖維表面的有機(jī)物，對(duì)成膜后的石英纖維表面進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM)測(cè)試，結(jié)果表明，在常溫及高溫條件下Al2O3-P

4、OSS30和Al2O3-POSS70兩種雜化膜膜層致密、均勻而完整，適合作為石英纖維表面的防護(hù)膜材料。
　　研究了不同功能基團(tuán)的POSS對(duì)石英纖維的耐蝕性及復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)分析涂覆膜層的石英纖維常溫、高溫形貌及酸蝕后的表面形貌，結(jié)果表明Al2O3-POSS30和Al2O3-POSS70兩組份雜化膜對(duì)石英纖維起到明顯的防護(hù)作用。最后，利用三點(diǎn)彎曲法研究了改性后的石英增強(qiáng)磷酸鹽基復(fù)合材料的力學(xué)性能，