专题玻纤相关三有机涂层7造纸机
新昌农业网 2022-09-17 14:58:11
专题:玻纤相关(三)有机涂层6
(四)涂层方法对界面性能的影响
聚合物涂敷后界面层的性质由聚合物的组成成分和涂敷方法决定。涂层方法会影响到形成涂层的厚度、形态和表面化学活性,从而影响到界面的形成和失效,这在聚合物涂层中尤其明显,使用不同方法在纤维上涂敷同一种涂层,往往得到的复合材料界面性能(如层间剪切强度)相差较大。下面将分类介绍涂层方法在复合材料中的应用;主要的涂层方法(见表1)有溶液浸渍法、界面原位(in-situ)聚合、等离子体聚合、电聚合等中国机械网okmao.com。
表1涂层方法的分类
处理方法
特点
举例
适用纤维
影响因素
溶液浸渍法
工艺简单,易于连续化但涂层量不易精确控制
芳纶表面涂覆聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂等
连续纤维
溶液种类和浓度、纤维种类、温度
界面原位聚合
设备简单、对纤维无损伤,但工序复杂。
聚丙烯、聚丙烯腈的界面聚合
连续纤维短切纤维
聚合单体的性质、聚合温度、压力等条件
等离子体聚合
处理时间短、能耗小,聚合后纤维界面性能多方面的改善。
聚甲基丙烯酯、聚丁二烯等
连续纤维和短切纤维
等离子体发生器功率、聚合单体种类和浓度
表面电聚合
液相体系聚合反应,可获得较均一的涂层。
聚吡咯、聚苯乙烯等
可导电纤维
单体浓度和种类,电流强度、电解质等
1、溶液浸渍法和界面原位聚合
溶液浸渍法是使用最为广泛的一种方法。溶液浸渍法是把纤维浸泡在配好的聚合物乳液中一定时间,然后经干燥处理在纤维上获得聚合物涂层。和溶液浸渍所依靠的物理吸附原理不同,界面原位聚合是在纤维上进行化学聚合而得到涂层;所以界面原位聚合常常需要多次处理,时间较长,这2种方法获得涂层的性能也大不相同。PCvarelidis等人的研究表明分别使用溶液浸渍和界面聚合方法在碳纤维上涂敷同一种聚酰胺(PA66),溶液浸渍法处理的纤维表现出更好的拉伸强度和界面结合强度。
造成性能差异的原因之一是不同涂敷方法造成的涂层状态的差别。PCvarelidis等人又研究了这2种方法在芳纶Kevlar上涂敷聚酰胺复合环氧树脂后的力学性能和吸湿性能,测试表明溶液浸渍涂层的芳纶纤维/环氧体系的初始断裂韧度相比未涂层的试样提高了,而界面聚合所得试样的结果则相反。TDuvis等人也研究了用界面聚合的方法在碳纤维上涂层聚酰胺(PA66),和Kevlar-49混杂后增强环氧树脂,力学实验结果也表明涂层碳纤维复合后的层间剪切强度比计算值(ruleofmixtures)低,同时冲击强度却有明显提高。
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