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芳纶纤维/SMPU-SiO_2复合材料的界面性能研究

徐龙彬  傅雅琴  倪庆清  
【摘要】:选用形状记忆聚氨酯(SMPU)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,固体酸对甲基苯磺酸(PTSA)为催化剂,利用空气中的水分为水解水源,通过溶胶-凝胶法原位制备了形状记忆聚氨酯与二氧化硅(SMPU-SiO2)杂化材料,并将杂化材料应用于芳纶纤维增强的柔性复合材料中,以期改善芳纶纤维与基体的界面性能.同时,针对芳纶纤维表面惰性,与树脂基体界面结合性能不佳的特点,通过磷酸溶液改性芳纶纤维以提高芳纶纤维表面的活性.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)、光电子能谱仪(XPS)、万能试验机、低温热膨胀仪和偏光显微镜等对芳纶纤维的表面基团、单丝强度以及芳纶纤维与SMPU基复合材料的界面性能进行了表征.结果表明,通过磷酸改性后,芳纶纤维表面活性基团有所增加,单丝强度有了一定的提高;经浓度为10 wt%的磷酸溶液处理后的芳纶纤维与SMPU之间的界面剪切强度有所提高;在SMPU中杂化SiO2后,能有效降低SMPU在玻璃化温度附近的热膨胀系数,显著提高了芳纶纤维与基体的界面剪切强度.

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