学术界和工程界一致认为,21世纪是复合材料的时代。 复合材料曾经只应用在航空、航天等行业上,而现在桥梁、建筑物、高速交通工具、机电、高速公路和铁路等地面建设中也大量使用,世界上各先进国家都将复合材料,特别是高性能纤维及其复合材料列为国家发展的关键技术。

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第2第1 2卷期 20 0 8年 1月

济南大学学报 (自然科学版 ) J U N LO N V R IY O I A ( e.& Te . O R A FU IE ST FJN N Si eh )

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Jn 0 a .2 08

文章编号:6 1— 59 2 0 ) l 0 3 0 17 35 (0 8 0一 0 8— 5

玻纤增强热塑性树脂基复合材料的界面改性 陈现景,德海,云龙,言超,戚岳徐于晓杰 (济南大学材料科学与工程学院,山东济南 2 0 2 ) 5 0 2

摘

要:综述玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料及其界面

GT R P最早出现于 2纪 5代, 0世 0年目前全世界玻纤增强复合材料中增强热塑性复合材料约占13/, 并且发展速度大于热固性复合材料,此受到了欧因

优化的国内外研究现状.当前改进界面相容性的方法,主要包括树脂基体的改性,等离子体,如表面接枝,玻璃纤维偶联剂涂覆,浸润剂浸润等表面处理 .在改善界面性能的诸多方法中,对玻璃纤维进行表面处理工艺比较简单,随时可调且整浸润剂配方和加入其他助剂,改性聚烯烃,满足生产如可的需要.此种方法较适合大规模工业生产,是最具有发展前 景的改性方法之一 .

美各国青睐 J .据资料报道,03年,世界用于 20全 G T R P的玻璃纤维为 6 0~7 0k, 5 0 t占玻璃纤维增强材料总量的 2%~ 9 .我国 2 0 7 2% 0 3年热塑性塑料

对玻璃纤维的需求为 10~10k,中国产玻璃纤 0 2 t其 维用量为 4 5~5 t .近年来我国 G T 0k R P研发虽取得很大进展,同国外先进水平相比,但还有很大差距,主要表现为产品质量差,品种少,成本高,因此是很有发展潜力的朝阳产业 . 文献标识码: A

关键词:塑性树脂;热界面改性;偶联剂;玻璃纤维 中图分类号:B 3 T 32

我国塑料的年产量已达约 250万 t其中 7% 0, 0以上为通用塑料 .随着科技和经济的发展,塑料的 应用领域越来越广,用量越来越大,技术性能要求越

界面改性对塑料的功能化有极重要的积极作 用,过界面改性可使体系的界面浸润与粘结加强,通

来越高 .以 P,P,V A S为代表的通用塑料具 E P P C, B有价格低,成型方便的优点,用前景广阔,其结应但构强度低,耐低温性,老化性,疲劳性等都难以耐抗 满足工程应用需求,以 P尼龙 ) P O(苯醚 )而 A(,P聚

增加了界面之间的相互作用,改善了体系的综合力学性能 l .目前对界面性能的研究很多, 5 J通过增强体表面处理使界面性能得到改善,杨俊等对玻如璃纤维表面进行

了偶联剂处理,面接枝处理,表等离 子体表面处理和稀土表面处理,过对玻璃纤维的通表面处理,提高了玻璃纤维与树脂基体的界面粘结力,得良好的界面层,到对界面的优化处理 .通获达

等为代表的工程塑料具有耐环境好,温性能好等耐技术特性,倍受工业青睐,其力学性能仍偏低,但且价格较高,不易成型,尚难以用作工程结构材料,直接制约了其应用发展 J因此,现有树脂为基 .以础,过纤维增强,通接枝共混等复合技术来研发制备纤维增强热塑性树脂复合材料 ( R P已成为当今 FT ) 材料发展的趋势 . 由于玻璃纤维表面相对比较均一,面官能团表

过树脂基体处理使界面性能得到改善, am n等 De e 人将 P P用含 C O基团的化合物改性, OH明显提

高了短玻纤/ P复合材料的力学性能 .李志军等 P 对聚丙烯进行氧等离子体处理可以有效改善材料的界面结合状况,幅度提高材料的力学性能和耐湿大 热稳定性能 .

也相对均一,于从理论上认识复合材料界面相互易

作用机理,且价格比较便宜.因此以玻璃纤维为增强体的复合材料在纤维复合材料的研究中占有相当大比例,尤其是对玻璃纤维增强热塑性塑料 (称简热塑性玻璃钢, R P界面结构的研究 J GT) .

改善界面性能的诸多方法中对玻璃纤维表面进行偶联剂处理时工艺比较简单,可随时调整浸润且剂的配方,加入其他助剂,优化复合材料的性能 .顾庆根等采用偶联剂和成膜剂组成的浸润剂处理

收稿日期:0 7— 4一l 20 0 8基金项目:东省自然科学基金 (0 4 Y X 5山 20 Q Z 0 )

玻纤,材料的拉伸强度和冲击强度均较单独采用偶联剂处理有较大幅度的提高,而拉伸模量下降 .偶 联剂不但能改善复合材料的界面粘结,且对潮湿而 环境下改善电性能和力学性能等方面效果显著 .此

作者简介:现景 ( 9 2一)女,陈 18,山东菏泽人,士生;云龙硕岳 ( 9 4一)男, 16,山东博山人,教授,博士,硕士生导师 .