淀粉纳米晶对玻璃纤维的表面改性研究

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基于界面粘结对复合材料的重要性,对纤维进行表面处理,能改善界面结合,提高材料的性能。本文采用水解法制备淀粉纳米晶(SNC),通过激光粒度仪、透射电镜(TEM)、热重(TG)、X射线衍射(XRD)等对其进行表征,对比细菌纤维素纳米晶(BCN)、有机蒙脱土(OMMT)与SNC的差异,研究不同分散体系的稳定性。将SNC沉积到玻璃纤维(GF)表面,研究处理方式、处理时间、SNC浓度、热处理等工艺参数对SNC在GF表面沉积情况的影响,采用扫描电镜(SEM)表征,并测试处理后GF自身拉伸强度的变化。研究不同条件处理GF,与环氧树脂的界面结合,采用微脱粘法测试界面剪切强度(IFSS);并研究GF与环氧树脂的界面结合在湿热环境下的变化情况。  结果表明:SNC、BCN在GF表面沉积较好,OMMT沉积量较少,界面结合提升效果SNC>BCN>OMMT。选择重力静置处理,静置时间为24hr,SNC分散液浓度为1g时,维持GF自身拉伸强度,SNC在GF表面沉积较为均匀,且能明显增加与环氧树脂的界面结合。经由150℃4hr热处理后,X射线光电子能谱(XPS)证明SNC与GF间产生化学键合,进一步增强GF与环氧树脂的界面粘结。湿热结果显示,沉积SNC前后,GF与环氧树脂的界面结合湿热稳定性较好,IFSS在6h几乎不变;热处理后纤维与环氧树脂间界面结合的在90℃湿热稳定性较差,30min处理后IFSS明显下降。
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