The Effect of the Binder Coverage on the Glass Fiber and Interface of Its Composites.pdf

1、本文對玻璃纖維/樹脂微復合材料的界面剪切強度和不同涂層含量的玻璃纖維表面形貌，以及玻璃纖維與其復合材料之間的界面性能進行研究。同時對玻璃纖維復合材料和玻璃纖維涂層進行了穩(wěn)定性分析。界面性能和表面形貌是影響玻璃纖維增強樹脂的兩個重要的因素。增強材料表面涂層含量，直接關系到復合材料的界面結合強度的高低。選擇合適的涂層含量對復合材料來說是至關重要的。
　　采用掃描電子顯微鏡（SEM-EDX）、原子力顯微鏡（AFM）和X-射線光電子能譜（

2、XPS）等方法對分別適合環(huán)氧、尼龍、聚丙烯的玻璃纖維涂層表面形貌進行了分析。分析結果表明，纖維的表面比較光滑并存在一些小而規(guī)整的小突起時，涂層的分布是均勻的，這些小突起有利于增大纖維的表面積，提高纖維表面的粗糙程度，從而增強纖維與樹脂之間的結合性能。但是如果涂層覆蓋率過大，導致玻璃纖維的表面不均勻。一些沒有涂層的區(qū)域，在玻璃纖維復合材料界面很容易形成缺陷，從而導致界面間的應力降低。
　　根據(jù)XPS測試得到的纖維C、Si、O元素的含

3、量可以計算出他們的C/Si、C/O、O/Si的比值，建立一種數(shù)學模型分析玻璃纖維表面涂層的覆蓋率。對于適合環(huán)氧的玻璃纖維，當涂層含量為0.105％時，涂層的覆蓋率最高為97.8%；當涂層含量為0.64%時,涂層的覆蓋率最低為76.4%。對于適合聚丙烯的玻璃纖維，當涂層含量為0.100%時，涂層的覆蓋率最高為96.1%，當涂層含量為0.7%,涂層的覆蓋率最低為61.3%。對于適合尼龍的玻璃纖維，當涂層含量為0.131%時，涂層的覆蓋率最高

4、為96.8%，當涂層含量為0.65%時，涂層的覆蓋率最低為71.3%。所建立的數(shù)學模型結果與SEM、AFM和EDX測試的結果相符和。
　　采用界面剪切強度測試和浸潤性測試對玻璃纖維復合材料之間的界面性能進行了研究。對于玻璃纖維/環(huán)氧體系，當涂層含量是0.105%時，微復合材料的界面剪切強度（IFSS）達到最大值18.5MPa，并且此時的標準偏差最小。與裸玻璃纖維/環(huán)氧體系力值10.5MPa相比較,界面剪切強度增大了76.2%。對于

5、玻璃纖維/尼龍體系，當涂層含量是0.35%,IFSS達到最大值35.5MPa,但是它的標準偏差較大。對于玻璃纖維/聚丙烯體系，當涂層含量是0.081%時，微復合材料的（IFSS）達到最大值6.1MPa,并且此時的標準偏差最小。
　　涂層的穩(wěn)定性分析包括濕熱老化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性分析。對于濕熱老化的研究發(fā)現(xiàn)，復合材料老化后比涂層老化后的界面性能影響大。復合材料老化后的界面剪切強度下降的更大。因為對于涂層老化，涂層分解完全后測得的IFS