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玻纤增强材料是由树脂基体和玻纤增强体构成的两相材料,应力在基体中向纤维进行有效传递,使具有一定强度和刚度的玻纤成为承受材料力学破坏的主体,从而得到明显的增强效果。因此,基体与玻纤的界面结合状态对玻纤增强材料的性能有直接影响。采用了铝酸酯偶联剂 (DL-411),钛酸酯偶联剂(TG-2)和硅烷偶联剂(KH550)对玻纤进行表面处理,并对比偶联剂表面 处理后的玻纤增强材料的性能。
加人铝酸酯偶联剂后,材料的整体性能提高不明显甚至部分性能略有下降。钛酸酯偶联剂对材料性能的改善有一定帮助,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度相对未经表面处理皆有所提高。几种表面处理中对材料性能影响最为明显的是硅烷偶联剂,使材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别由116MPa和5. 5 kj/m2提高至121MPa 和 6.3 kj/m2。
随着KH550用量的增加,材料的拉伸强度先升高后降低,在其质量分数1%时,材料的拉伸强度较高,继续增加其用量,拉伸强度基本保持稳定。材料的缺口冲击强度则在KH550质量分数为2%时达到最高,继续增加其用量,缺口冲击强度反而降低。有研究认为,KH550在玻纤表面形成硅氧桥合物,AS树脂可通过偶联剂均匀地包覆在玻纤表面。因此,硅烷偶联剂起到了良好的表面改性效果。