淀粉環(huán)氧化改性及其對(duì)玻纖復(fù)材界面性能影響研究.pdf

1、玻纖作為一種性能優(yōu)異的環(huán)境友好型無機(jī)非金屬材料，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，是航空航天、國防、民用等行業(yè)不可或缺的增強(qiáng)材料。而浸潤劑是玻纖行業(yè)的核心，起到了潤滑和保護(hù)玻纖紗線、賦予玻纖集束性與合股性等作用，既滿足了玻纖的后序加工作業(yè)，又能增強(qiáng)玻纖與環(huán)氧樹脂基體之間的界面粘接性。本實(shí)驗(yàn)主要選取玉米淀粉作為實(shí)驗(yàn)原料，通過環(huán)氧樹脂對(duì)淀粉進(jìn)行化學(xué)改性，結(jié)合紅外、黏度、表面張力、接觸角、斷裂強(qiáng)度、形貌分析等測試手段，探究了環(huán)氧化改性后淀粉浸潤劑的性能

2、，及其對(duì)玻纖性能的影響。并進(jìn)一步研究了其對(duì)玻纖復(fù)材界面性能的影響，通過復(fù)合材料斷面掃描、力學(xué)性能及熱學(xué)性能等表征，對(duì)比了幾種不同玻纖制得的復(fù)合材料性能的區(qū)別。
　　本文通過單因素變量和正交分析法確定了體系的最佳反應(yīng)工藝，解決了紡織型浸潤劑用于增強(qiáng)時(shí)需要進(jìn)行燒退處理等復(fù)雜工藝的難題。各項(xiàng)性能測試結(jié)果表明，淀粉浸潤劑的穩(wěn)定性、涂覆效果、斷裂強(qiáng)度等都有了很大的提高。
　?。?）環(huán)氧樹脂E-44改性玉米淀粉體系：玉米淀粉淀粉含量20

3、g，環(huán)氧樹脂E-44含量為10wt.％，NaOH含量為2g，反應(yīng)溫度為95℃，反應(yīng)時(shí)間為8h時(shí)，浸潤劑的各項(xiàng)測試性能結(jié)果最佳，此時(shí)浸潤劑的黏度、表面張力和接觸角分別為18.0mPa·S、51.90mN·m-1和38.93°，浸潤后的玻纖紗線力學(xué)性能有很大提升，斷裂強(qiáng)度值達(dá)0.42 N·tex-1。
　?。?）環(huán)氧樹脂E-51改性玉米淀粉體系：綜合文獻(xiàn)中環(huán)氧樹脂改性玉米淀粉的制備，通過單因素變量和正交實(shí)驗(yàn)分析得到改性玉米淀粉的最宜條

4、件，取玉米淀粉淀粉20 g，環(huán)氧樹脂E-5110wt.%，NaOH2g，在95℃下反應(yīng)8h，制備出最優(yōu)樣品。環(huán)氧化改性后的浸潤劑能更有效地鋪展在玻纖表面，此時(shí)浸潤劑的黏度、表面張力和接觸角分別為7.50mPa·S、40.05mN·m-1和32.63°，浸潤后的玻纖紗線力學(xué)性能有很大提升，斷裂強(qiáng)度值達(dá)0.45N·tex-1。
　　（3）環(huán)氧基玻纖復(fù)合材料體系：綜合文獻(xiàn)中環(huán)氧基玻纖復(fù)材界面性能的提升方法，用環(huán)氧樹脂改性淀粉體系的最佳樣

5、品制得復(fù)合材料。測試結(jié)果表明，經(jīng)環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆后的玻纖，與環(huán)氧基之間的界面粘接性有了提升，制得的環(huán)氧基玻纖復(fù)材力學(xué)性能與熱學(xué)性能也有提高。環(huán)氧樹脂體系E-44，相較純樹脂，環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆型玻纖制備出的環(huán)氧基玻纖復(fù)材，拉伸強(qiáng)度提升了60%，彎曲強(qiáng)度提升了22%，沖擊強(qiáng)度提升了72%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提升了4.23℃。E-51環(huán)氧樹脂體系，相比純E-51環(huán)氧樹脂，環(huán)氧化改性淀粉浸潤劑涂覆后的玻纖制備出的環(huán)氧基玻纖復(fù)材，拉伸