淀粉環(huán)氧化改性及其對玻纖復材界面性能影響研究.pdf

1、玻纖作為一種性能優(yōu)異的環(huán)境友好型無機非金屬材料，被廣泛地應用到各個領域，是航空航天、國防、民用等行業(yè)不可或缺的增強材料。而浸潤劑是玻纖行業(yè)的核心，起到了潤滑和保護玻纖紗線、賦予玻纖集束性與合股性等作用，既滿足了玻纖的后序加工作業(yè)，又能增強玻纖與環(huán)氧樹脂基體之間的界面粘接性。本實驗主要選取玉米淀粉作為實驗原料，通過環(huán)氧樹脂對淀粉進行化學改性，結(jié)合紅外、黏度、表面張力、接觸角、斷裂強度、形貌分析等測試手段，探究了環(huán)氧化改性后淀粉浸潤劑的性能

2、，及其對玻纖性能的影響。并進一步研究了其對玻纖復材界面性能的影響，通過復合材料斷面掃描、力學性能及熱學性能等表征，對比了幾種不同玻纖制得的復合材料性能的區(qū)別。
　　本文通過單因素變量和正交分析法確定了體系的最佳反應工藝，解決了紡織型浸潤劑用于增強時需要進行燒退處理等復雜工藝的難題。各項性能測試結(jié)果表明，淀粉浸潤劑的穩(wěn)定性、涂覆效果、斷裂強度等都有了很大的提高。
　?。?）環(huán)氧樹脂E-44改性玉米淀粉體系：玉米淀粉淀粉含量20

3、g，環(huán)氧樹脂E-44含量為10wt.％，NaOH含量為2g，反應溫度為95℃，反應時間為8h時，浸潤劑的各項測試性能結(jié)果最佳，此時浸潤劑的黏度、表面張力和接觸角分別為18.0mPa·S、51.90mN·m-1和38.93°，浸潤后的玻纖紗線力學性能有很大提升，斷裂強度值達0.42 N·tex-1。
　?。?）環(huán)氧樹脂E-51改性玉米淀粉體系：綜合文獻中環(huán)氧樹脂改性玉米淀粉的制備，通過單因素變量和正交實驗分析得到改性玉米淀粉的最宜條

4、件，取玉米淀粉淀粉20 g，環(huán)氧樹脂E-5110wt.%，NaOH2g，在95℃下反應8h，制備出最優(yōu)樣品。環(huán)氧化改性后的浸潤劑能更有效地鋪展在玻纖表面，此時浸潤劑的黏度、表面張力和接觸角分別為7.50mPa·S、40.05mN·m-1和32.63°，浸潤后的玻纖紗線力學性能有很大提升，斷裂強度值達0.45N·tex-1。
　　（3）環(huán)氧基玻纖復合材料體系：綜合文獻中環(huán)氧基玻纖復材界面性能的提升方法，用環(huán)氧樹脂改性淀粉體系的最佳樣

5、品制得復合材料。測試結(jié)果表明，經(jīng)環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆后的玻纖，與環(huán)氧基之間的界面粘接性有了提升，制得的環(huán)氧基玻纖復材力學性能與熱學性能也有提高。環(huán)氧樹脂體系E-44，相較純樹脂，環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆型玻纖制備出的環(huán)氧基玻纖復材，拉伸強度提升了60%，彎曲強度提升了22%，沖擊強度提升了72%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提升了4.23℃。E-51環(huán)氧樹脂體系，相比純E-51環(huán)氧樹脂，環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆后的玻纖制備出的環(huán)氧基玻纖復材，拉伸