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超高分子量聚乙烯纤维复合表面改性及其橡胶基复合材料的力学性能

李春阳 , 李微微 , 李瑞培 , 徐文静 , 陈忠仁

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140611.003

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与基体之间界面结合强度低的问题,采用超声波结合铬酸溶液氧化的复合工艺对UHMWPE纤维进行表面处理,并将处理后的纤维加入到天然橡胶(NR)中制备短切UHM-WPE纤维/NR复合材料.结果表明:复合改性工艺可有效增加纤维表面粗糙度及表面含氧官能团含量,最佳改性工艺条件为:按照重铬酸钾、水及浓硫酸的质量比7∶12∶150配置铬酸溶液,将含有一定质量UHMWPE纤维的铬酸溶液放入35℃的超声波清洗仪中氧化5 min,其中超声波频率为100 kHz.与纯NR样品相比,在UH-MWPE纤维与NR的质量比为0~6∶100范围内,随着处理后短纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐减小,最大损失量达到50%;复合材料的硬度不断增大,最大增加量达到96%;复合材料的撕裂强度先增大后减小,在UHMWPE纤维与NR的质量比为5∶100时达到最大值,最大增加量达到49%.

关键词: 超高分子量聚乙烯纤维 , 超声波 , 铬酸溶液 , 复合表面改性 , 复合材料

超高分子量聚乙烯纤维的液相氧化改性及其环氧树脂基复合材料的力学和摩擦性能?

李瑞培 , 李微微 , 孟立 , 李春阳

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.04.011

为增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂(EP)基体之间的界面粘结强度,采用重铬酸钾溶液对 UHMWPE 纤维进行表面改性并制备 UHMWPE 纤维/EP 复合材料。结果表明,UHMWPE 纤维经液相氧化后表面刻蚀痕迹明显,表面粗糙度明显增加,结晶度增加了11.3%,与乙二醇的接触角减小了14.12°。与纯环氧树脂相比,纤维含量为0.4%的未改性 UHMWPE 纤维/EP 复合材料的拉伸强度降低18.04%,纤维含量为0.6%的液相氧化改性 UHMWPE 纤维/EP 复合材料的拉伸强度降低51.55%,未改性 UHMWPE(纤维含量0.5%)和液相氧化改性 UHMWPE(纤维含量0.4%)纤维/EP 复合材料的冲击强度分别提升了3.29%和4.39%。当纤维含量为0.3%时,液相氧化改性 UHMWPE 纤维/EP 复合材料的弯曲强度比纯环氧树脂增加6.55%,比未改性 UHMWPE纤维/EP 复合材料增加19%。当纤维含量由0增大到0.5%时,改性和未改性 UHMWPE 纤维/EP 复合材料的摩擦系数先增加后减小。

关键词: 超高分子量聚乙烯纤维 , 表面改性 , 复合材料 , 力学性能 , 摩擦性能

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