纤维增强热塑树脂基复合材料界面问题

阐述了结晶型和非结晶型热塑性树脂基复合材料界面问题的研究现状和趋势,表明界面相互作用力的强弱决定着高分子复合材料的性能和应用,通过控制界面层结构来调整界面性能,以适应不同环境的需要,是纤维增强聚合物基复合材料的研究目的之一。指出由于界面相的复杂性,有关界面理论和界面优化的研究意义重大。

21 0年第 1 1期

康永，罗红，侯晓辉 .维增强热塑树脂基复合材料界面 纤望

兰：

纤维增强热塑树脂基复合材料界面问题 康永罗红侯晓辉 (陕西金泰氯碱化工有限公司技术部，西榆林 7 8 0 )陕 1 10

摘要阐述了结晶型和非结晶型热塑性树脂基复合材料界面问题的研究现状和趋势，明界面表相互作用力的强弱决定着高分子复合材料的性能和应用，通过控制界面层结构来调整界面性能，以适应

不同环境的需要，是纤维增强聚合物基复合材料的研究目的之一。指出由于界面相的复杂性，关界面有 理论和界面优化的研究意义重大。

关键词界面；合材料；维增强；塑性树脂；究复纤热研

对于界面，遍的认同是纤维与基体之间不普是一个简单的面，是介于两相之问有一定厚度而的区域，组成、量、构和性能是连续地从一其能结

择；3高性能树脂的发展；4界面层与界面层设 () ()计。在固定了纤维与基体的体系中，面层的作界用便显得非常重要。笔者在文中对热塑性/固热

个相向另一个相过渡变化的。复合材料界面是一

性树脂基复合材料的界面问题作了详细的阐述。 1晶态热塑树脂基复合材料界面

个具有以下特点的区域： 1化学成分与基体和增 () 强物显著不同。界面的原子结构、学成分和原化

子键均不同于界面两侧，因而界面的性质与界面两侧有着很大的区别，而且在界面上更容易发生 一

横晶是纤维增强树脂基复合材料中所特有的 种结晶形态。在横晶中，晶体沿纤维轴的方向包绕纤维定向排列。横晶的这种微观形态，是聚合物晶体定向生长的结果。具体而言，些因素某

化学反应。( ) 2由于是基体和增强物的过渡区，界面在复合材料内部占有很大的比例。 ( ) 3能传递 载荷，产品的物理、对化学性能均有很大影响，甚至起到控制作用 _。由于许多材料的破坏都起 l, 源于界面 lI,面科学的研究变得十分重要。 3界 4 J

使得纤维成为诱导基体树脂结晶的高效能的成核 物质，纤维表面上产生密集的晶核。由于纤维表面上大量晶核的存在，使得

相对于纤维表面生长

自2 0世纪 6 0年代初期，国材料咨询委员会成美立了一个研究纤维增强复合材料界面的专业组以后，界面问题的研究引起了越来越多研究者的注 意和兴趣 J。

的晶体因受临近晶体的挤压而被迫采取定向的方 式生长。

复合材料中，横晶对基体与纤维之间界面的 强度和力学性能的影响是复杂的。在基体纤维界面上可能会产生一些互相补偿和抵消的作用。比

复合材料的界面是极为重要的微结构，为作增强材料与基体的连接桥梁和外加载荷从基体向

如，可能存在的残余热应力会降低界面结合强 度。当复合材料的基体为结晶性热塑性聚合物

增强材料传递的纽带，界面的组成、性能、结合方 式以及界面结合强度对复合材料的力学性能和破坏行为有重大影响_。现在，们从以下四个 6,人

时，合过程中纤维表面对基体产生结晶成核效复 应，即异相成核剂。同时界面附近的聚合物分子

方面开展了大量的研究工作提高纤维复合材料性 能方面：1合理的复合工艺；2纤维的合成与选 () ()

链由于界面结合以及纤维与聚合物热膨胀系数的 差异而产生一定程度的取向，所以在冷却的过程

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