PDF《聚醚酰亚胺耐热大分子偶联剂增强增韧 石英纤维 / 含硅芳炔复...》

170 ℃下固化

2 h, 再于

210 ℃下保压

2 h,

250 ℃下保压

4 h 后, 自然冷却至室温, 待用. 1.2.3 XPS 试样制备 取适量石英纤维布, 用丙酮超声清洗, 真空干燥后标记为 QF. 取相对于纤维布 质量 3? 5%的BDA?K溶于适量 THF 中, 滴加醋酸调节 pH 为4~5, 浸渍处理 QF

1 h 后, 取出, 用丙酮超 声除去纤维表面物理吸附的偶联剂, 真空干燥后标记为 QF?BDA?K.

2 结果与讨论 2.1 大分子偶联剂添加量对复合材料力学性能的影响 图1为BDA?K 添加量对 QF/ PSA 复合材料的层间剪切强度和弯曲强度的影响. 表1为3? 5% BDA?K对QF/ PSA 复合材料在

250 和500 ℃时剪切强度(ILSS)和弯曲强度保留率的影响. 室温下, 空白 QF/ PSA 复合材料的 ILSS 为15?

9 MPa, QF 经BDA?K 处理后, 材料的界面结合强度

1 7

6 1 No.9 顾渊博等: 聚醚酰亚胺耐热大分子偶联剂增强增韧石英纤维/ 含硅芳炔复合材料 Scheme

1 Synthetic routes of BDA?K Table

1 Mechanical properties of QF/ PSA composites with 3? 5%BDA?K at different temperature Temperature/ ℃ ILSS/ MPa Retention rate of ILSS Flexural strength / MPa Retention rate of flexural strength Untreated 3? 5%BDA?K Untreated 3? 5%BDA?K Untreated 3? 5%BDA?K Untreated 3? 5%BDA?K r. t. 15?

9 24?

5 197?

9 314?

6 250 14?

1 21?

8 88?

7 89?

0 181?

6 281?

8 91?

8 89?

6 500 8?

6 15?

5 54?

1 63?

3 121?

7 213?

5 61?

5 67?

9 Fig.1 Effect of BDA?K content on interlaminar shear strength ( ILSS ) ( a ) and flexural strength(b) of QF/ PSA composites Fig.2 Effect of BDA?K content on impact strength of QF/ PSA composites 明显提高. 随着 BDA?K 质量分数的增大, QF/ PSA 的ILSS 逐渐提高, 当添加量达到 3? 5%时, QF/ PSA 复合材料的 ILSS 达到最高值(24?

5 MPa), 提高了 54? 1%;

若继续增加 BDA?K, 则复合材料的 ILSS 开 始降低. 原因是过量的 BDA?K 自聚成松散的大分子层吸附在纤维表面, 导致弱界面层, 降低 QF/ PSA 的界面黏结强度, 影响其力学性能. 因此只有在合适偶联剂添加量时, 才能对复合材料有良好的增强 作用. QF/ PSA 的弯曲强度与 ILSS 具有相同的变化趋势. 当用 3? 5%BDA?K 处理时, 复合材料出现最大 弯曲强度值 314?

6 MPa, 较未处理的 197?

9 MPa 提高了 59? 0%. 由表

1 可见, 大分子偶联剂同样显著提高复合材料高温力学性能.

250 和500 ℃ 时, 空白 QF/ PSA

2 7

6 1 高等学校化学学报Vol.38 复合材料的 ILSS 分别降至 14?

1 和8?

6 MPa, 而BDA?K 添加量为 3? 5%时, 复合材料的 ILSS 分别为 21?

8 和15?

5 MPa, 保留率达到 89? 0%和63? 3%. 弯曲强度在同样的条件下, 保留率也分别达到 89? 6% 和67? 9%. 复合材料表面处理后的 ILSS 和弯曲强度均远高于未处理材料, 尤其是在

500 ℃ 高温下 BDA?K 仍然能够在纤维和树脂之间有较强的桥接作用, 保证........