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1、復(fù)合材料學(xué)報第24卷第1期2月2007年ActaMateriaeCompositaeSinicaVol.24No.1February2007文章編號:10003851(2007)01003406Kevlar縫線表面處理對炭纖維/雙馬來酰亞胺樹脂縫合復(fù)合材料界面性能的影響1,2*12艾濤,王汝敏,鄧杰(1.西北工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系,西安710072;2.西安航天四院四十三所,西安710025)摘要:為了改善Kevlar縫線縫合復(fù)合材料的耐濕熱性能,采用化學(xué)接枝烯丙基的方法對Kevlar縫合線進(jìn)行表面改性處理。通過力學(xué)測試、掃描電子
2、顯微鏡(SEM)、光電子能譜分析(XPS)對表面改性的纖維進(jìn)行表征。實驗結(jié)果表明,化學(xué)處理的Kevlar縫線表面變得粗糙,縫線表面氧元素的含量提高23%,在合適的處理條件下,縫線的拉伸強(qiáng)度降低很小。同時通過測試干、濕態(tài)下炭纖維/雙馬來酰亞胺樹脂縫合復(fù)合材料層壓板的層間剪切強(qiáng)度,研究了化學(xué)表面處理的Kevlar縫線對縫合炭纖維/雙馬來酰亞胺樹脂復(fù)合材料界面性能的影響。測試結(jié)果顯示,表面處理后Kevlar縫線縫合的復(fù)合材料的吸濕率降低約52%,濕態(tài)層間剪切強(qiáng)度保持率提高15%。關(guān)鍵詞:Kevlar縫線;表面化學(xué)接枝;雙馬來酰亞胺樹
3、脂;炭纖維復(fù)合材料中圖分類號:TB332文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AEffectofsurfacemodificationofKevlarstitchthreadsonmechanicalinterfacialpropertiesofcarbonfiber/bismaleimidestitchedcomposites1,2*12AITao,WANGRumin,DENGJie(1.DepartmentofAppliedChemistry,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi?an710072,China
4、;2.The43rdInstituteofTheFourthAcademyofCASC,Xi?an710025,China)Abstract:ToimprovethepropertiesofdurabilitytowardscombinedmoistureandtemperatureattackofstitchedcompositeswithKevlarthread,thesurfaceofKevlarstitchthreadwasmodifiedusingthemetalationandgraftingAllylgroup.
5、Themodifiedthreadwascharacterizedwithtensilemeasurement,SEMandXPS.TheresultsshowthatthesurfaceofthechemicaltreatedKevlarstitchthreadisrougherthanthatoftheuntreatedthread.Theoxygencontentincreasesby23%andthetensilestrengthdecreaseslittleunderthepropercondition.Theint
6、erfacialproper-tiesofthestitchedcarbonfibrereinforcedbismaleimide(BMI)resincompositesT300/QY9512withKevlarstitchedthreadswerestudiedbyinterlaminarshearstrength(ILSS).Theresultshowsthatthemoistureuptakeofcarbonfibre/stitchedBMIcompositeswithchemicaltreatedKevlarthrea
7、dsdecreasesby52%andtheresidueratioofILSSinthewetstateimprovesby15%.Keywords:Kevlarstitchthread;chemicalgraftingtreated;carbonfibrecomposites;bismaleimideresin傳統(tǒng)的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料層板的加工費用性和強(qiáng)度,所以成為最常用的復(fù)合材料縫合線。但高、層間強(qiáng)度低、層間斷裂韌性差以及抗沖擊損傷是Kevlar纖維表面光潔,表面結(jié)晶度較高且缺少容限低。采用縫合線(常用Kevlar紗線
8、)穿過層板活性化學(xué)基團(tuán),因此造成它與樹脂的粘附性及浸潤厚度將預(yù)成型件縫合成為一個整體,采用樹脂膜熔性差。另外,纖維表面的化學(xué)基團(tuán)易與水分子形成滲透(RFI)或樹脂轉(zhuǎn)移模塑(RTM)成型工藝技術(shù)是氫鍵,使其具有較強(qiáng)的吸濕性。因此,在濕熱條件[1]提高復(fù)合材料層間性能最有效的方法
