一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法
【專(zhuān)利摘要】一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性;2)將步驟1改性后的丙綸纖維同環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑;3)迅速將溫度升到180~185℃,保持50~60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110℃后將壓力撤掉;4)將步驟3模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料,工藝方法簡(jiǎn)單,制得的復(fù)合材料有很好的界面結(jié)合強(qiáng)度和優(yōu)異的力學(xué)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙綸纖維因?yàn)槠涿芏刃?、?qiáng)度高、初始模量高、彈性好、耐磨性好、質(zhì)輕保暖性好、耐酸耐堿性等優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用于無(wú)紡布、工業(yè)和衛(wèi)生領(lǐng)域,其中丙綸纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料是丙綸纖維的主要應(yīng)用形式。但是,由于丙綸纖維表面極性不高,使得其溶解性、耐疲勞性不夠好,耐光性較差,剪切性能差及纖維容易微纖化而劈裂,并且熱穩(wěn)定性較差易老化。丙綸纖維的化學(xué)惰性和光滑表面導(dǎo)致纖維表面光滑且活性低,不易于樹(shù)脂浸潤(rùn),導(dǎo)致纖維與樹(shù)脂基體界面結(jié)合性較差,界面剪切強(qiáng)度較低。這些特征在很大程度上制約了丙綸纖維在復(fù)合材料領(lǐng)域中的應(yīng)用,對(duì)纖維表面進(jìn)行改性后,使其能與樹(shù)脂基體形成較好的界面層,從而發(fā)揮丙綸纖維在有機(jī)纖維中的優(yōu)勢(shì)地位。[0003]近年來(lái),人們對(duì)丙綸纖維的改性方法有化學(xué)接枝、表面涂層等化學(xué)方法以及用冷等離子體、Y射線或超聲波等對(duì)表面進(jìn)行的物理方法,但采用以上方法進(jìn)行改性時(shí)存在投資大反應(yīng)條件高,而且反應(yīng)設(shè)備多,界面結(jié)合性差;此外,化學(xué)改性等上述各種方法均在不同程度上損傷纖維的表面結(jié)構(gòu)和性能,因此,本專(zhuān)利探討一種物理改性丙綸纖維表面結(jié)構(gòu)的方法。
[0004]附生結(jié)晶這一術(shù)語(yǔ)是1928年由Royer引入的。通常認(rèn)為附生結(jié)晶是一種結(jié)晶物質(zhì)在另一種物質(zhì)基底上的取向結(jié)晶,實(shí)際上是一種表面誘導(dǎo)的取向結(jié)晶現(xiàn)象。由于基底對(duì)附生物質(zhì)的作用導(dǎo)致其兩者間存在著嚴(yán)格取向關(guān)系,從而使附生物質(zhì)產(chǎn)生異乎尋常的形態(tài)結(jié)構(gòu)。對(duì)給定化學(xué)組成的聚合物材料而言,形態(tài)結(jié)構(gòu)直接決定材料的性能,特殊的附生取向關(guān)系必然導(dǎo)致材料的特異性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,工藝方法簡(jiǎn)單,制得的復(fù)合材料有很好的界面結(jié)合強(qiáng)度和優(yōu)異的力學(xué)性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF或聚己二酸丁酯PBA溶液澆鑄薄膜分別加熱到195~205°C、80~100°C,保溫10~15min消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF或聚己二酸丁酯PBA薄膜以50~60°C /min的速率分別降溫到168~170°C、42~45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF/聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%~20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80%~90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至135~145°C,保持50~60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在9~IlMPa ;
3)迅速將溫度升到180~185°C,保持50~60min,使模壓料成型,采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明結(jié)合結(jié)晶聚合物聚偏氟乙烯PVDF、聚己二酸丁酯PBA能在丙綸短纖維上附生結(jié)晶,附生結(jié)晶是一種結(jié)晶物質(zhì)在另一種晶體基底上的取向結(jié)晶,有利于生成高取向度、高成核密度的柱晶。采用附生結(jié)晶法來(lái)改善丙綸纖維的界面性能。前人的研究結(jié)果表明,樹(shù)脂在纖維表面形成橫穿晶體后,纖維與樹(shù)脂的界面結(jié)合強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。因此,使用附生結(jié)晶法在丙綸纖維表面附生一層極性的或者與其它樹(shù)脂熱力學(xué)相容的聚合物,最終達(dá)到改善丙綸纖維表面性能以提高丙綸纖維/環(huán)氧樹(shù)脂的界面結(jié)合強(qiáng)度的目的。根據(jù)形成橫穿晶體這一現(xiàn)象,進(jìn)而將附生結(jié)晶后的丙綸纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能,以驗(yàn)證纖維表面是否存在這種橫穿晶體以及晶體的結(jié)構(gòu)特性。改性前丙綸纖維為棒狀,改性后的丙綸為附生結(jié)晶物質(zhì)折疊鏈片晶以丙綸為軸心附生生長(zhǎng),從而形成柱狀附生晶體結(jié)構(gòu),附生體系間存在強(qiáng)的物理作用,從而增強(qiáng)了附生體系間的粘結(jié)力,而且柱狀晶體含有強(qiáng)極性的碳氟鍵,有助于增強(qiáng)丙綸纖維與基體的結(jié)合力,提高力學(xué)性能。最后將改性處理后的丙綸纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合,進(jìn)行機(jī)械共混,控制丙綸纖維的重量百分比為混合粉料的10~20 %,再將混合粉料放入不銹鋼模具中壓制成型,經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)從而制備出改性后的丙綸纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。其中所述的聚偏氟乙烯PVDF、聚己二酸丁酯PBA原料來(lái)源廣泛,本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝方法簡(jiǎn)單而且成本低,制得的復(fù)合材料有很好的力學(xué)性能。界面強(qiáng)度高出原來(lái)30%~40%的纖維/樹(shù)脂復(fù)合材料。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]實(shí)施例1:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜分別加熱到195°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率降溫到168°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF/聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至135°C,保持50min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在9 MPa;
3)迅速將溫度升到180~185°C,保持50~60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0010]實(shí)施例2:一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到170°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DS表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。 [0011]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)163MPa。
[0012]作為對(duì)照,在相同的復(fù)合材料組分及復(fù)合材料制備工藝下,未改性的丙綸纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度為135MPa,由此可以看出,改性處理對(duì)丙綸復(fù)合材料界面強(qiáng)度性能提高明顯。
[0013]實(shí)施例3:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫IOmin消除熱歷史,隨后將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到170°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維15%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂85% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0014]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)186MPa。
[0015]實(shí)施例4:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF的溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到170°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性倉(cāng)泛;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0016]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)203MPa。
[0017]實(shí)施例5: 一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C保溫15min消除熱歷史,將聚己二酸丁酯聚己二酸丁酯PBA薄膜以60°C /min的速率降溫到45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至145°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IlMPa ;
3)迅速將溫度升到180°C,保持50min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0018]實(shí)施例6:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到45°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性倉(cāng)泛;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0019]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)142MPa。分析比較得知,PBA改性處理較不改性丙綸纖維復(fù)合材料略有增強(qiáng),但是明顯低于PVDF改性處理的丙綸纖維復(fù)合材料。
[0020]實(shí)施例7:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C,保溫IOmin消除熱歷史,隨后將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到45°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到45°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維15%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂85% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤 掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0021]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)145MPa。
[0022]實(shí)施例8:
一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,包括以下步驟:
O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到90°C,保溫13min消除熱歷史,隨后將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到43°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到45°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能;
2)將步驟I改性后的丙綸纖維20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ;
3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉;
4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
[0023]對(duì)制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn),其拉伸強(qiáng)度可達(dá)158MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: ` 1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF或聚己二酸丁酯PBA溶液澆鑄薄膜分別加熱到195~205°C、80~100°C,保溫10~15min消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF或聚己二酸丁酯PBA薄膜以50~60°C /min的速率分別降溫到168~170°C、42~45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF/聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; `2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%~20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80%~90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至135~145°C,保持50~60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在9~IlMPa ; ` 3)迅速將溫度升到180~185°C,保持50~60min,使模壓料成型,采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; `4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
2.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: ` O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜分別加熱到195°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率降溫到168°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF/聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; ` 2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至135°C,保持50min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在9 MPa ; `3)迅速將溫度升到180~185°C,保持50~60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; `4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
3.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: `1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到170°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DS表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能; `2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ; ` 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; ` 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
4.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: ` I)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫IOmin消除熱歷史,隨后將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸,在偏光顯微鏡下觀察溫度降低到170°C后的結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶完成后的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)附生結(jié)晶后的丙綸短纖維采用紅外光譜FTIR、掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、差示掃描量熱儀DSC表征手段研究改性丙綸纖維表面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性能; 2)將步驟I改性后的丙綸纖維15%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂85% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在1OMPa ; 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
5.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚偏氟乙烯PVDF的溶液澆鑄薄膜加熱到200°C,保溫1Omin消除熱歷史,將聚偏氟乙烯PVDF薄膜以50°C /min的速率分別降溫到170°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚偏氟乙烯PVDF薄膜表面上并與其緊密接觸; 2)將步驟1改性后的丙綸纖維20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ; 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
6.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C保溫15min消除熱歷史,將聚己二酸丁酯聚己二酸丁酯PBA薄膜以60°C/min的速率降溫到45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; 2)將步驟I改性后的丙綸纖維10%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至145°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IlMPa ; 3)迅速將溫度升到180°C,保持50min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
7.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C,保溫IOmin消除熱歷史,將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到45°C,將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; 2)將步驟I改性后的丙綸纖維10% (重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂90% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ; 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
8.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: O對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到80°C,保溫IOmin消除熱歷史,隨后將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到45°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; 2)將步驟I改性后的丙綸纖維15%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂85% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在1OMPa ; 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
9.一種提高丙綸增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的方法,其特征在于,包括以下步驟: 1)對(duì)丙綸纖維進(jìn)行改性,具體作法是:將聚己二酸丁酯PBA的溶液澆鑄薄膜加熱到90°C,保溫13min消除熱歷史,隨后將聚己二酸丁酯PBA薄膜以50°C /min的速率分別降溫到43°C,立即將兩端施加張力并將伸直的丙綸纖維或機(jī)織布放置到過(guò)冷態(tài)聚己二酸丁酯PBA薄膜表面上并與其緊密接觸; 2)將步驟I改性后的丙綸纖維20%(重量比)同環(huán)氧樹(shù)脂80% (重量比)進(jìn)行機(jī)械共混,然后將混合粉料放入平板硫化機(jī)模具中成型,先將爐溫升至140°C,保持60 min,對(duì)預(yù)成型坯料進(jìn)行預(yù)塑,壓力控制在IOMPa ; 3)迅速將溫度升到185°C,保持60min,使模壓料成型,然后采用隨爐降溫的方式降溫到110°C后將壓力撤掉; 4)將步驟3)模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出,冷卻至室溫,獲得復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】B29C70/40GK103937161SQ201410140787
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王海軍, 李金祥, 王學(xué)川, 趙庭山, 馮會(huì)平, 雷樂(lè)樂(lè), 趙彥群 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)