增强体表面吸附的空气所带来的氧化作用;混合结合18树脂基复合材料破坏形式:基体断裂纤维断裂纤维脱粘纤维拔出摩擦功裂纹扩展与偏转19介质引起界面破坏的机理:1水扩散进入界面
从树脂宏观裂纹进入,树脂内存在水溶性杂质,复合材料成型中在材料内部产生的气泡。2对玻纤的腐蚀作用,使玻纤强度降低
水溶解玻纤表面碱金属氧化物,溶液呈碱性,加剧玻纤表面腐蚀破坏,最后导致玻纤SiO2骨架破坏,玻纤强度降低,复合材料性能下降。3水引起树脂的降解;物理效应(可逆):破坏树脂内氢键或其他次价键,使树脂增塑,热机械性能下降。化学效应(不可逆):玻纤水解的碱溶液引起树脂降解,界面脱粘4水对树脂的溶胀使界面产生应力;树脂溶胀,在界面上产生剪应力。当剪应力大于界面粘接力时,界面破坏5水进入孔隙产生渗透压导致界面破坏;水进入孔隙,溶解杂质,浓度增加,渗透压增加,一定温度、时间时,渗透压大于粘接力,导致界面破坏。6水促使破坏裂纹的扩展;水降低了纤维的内聚能,脆化纤维;水的表面腐蚀作用,使纤维表面形成了新的缺陷;凝集在裂纹尖端的水能产生很大的毛细压力。20改善复合材料界面的方法
(1)降低界面残余应力残余应力会引发裂纹的产生,导致复合材料强度下降,还会使界面易受氧和水的环境作用,造成材料过早破坏。
f残余应力通常是不可避免的,只能设法减小。2)基体改性、纤维表面改善
纤维表面处理和涂层可改善纤维表面的性能,增加基体的浸润性,防止界面不良的反应改善界面结合。(3)选择合理的复合工艺和使用条件21无机有机复合体系的界面反应玻璃纤维复合材料:对玻璃纤维表面进行化学处理,使之形成新的表面,并使新生表面上的活性基团与聚合物基体发生界面反应。由于玻璃纤维表面主要存在硅氧硅基团≡Si-O-Si≡和硅羟基≡Si-OH,所以表面处理剂中一般都带有能与硅羟基起化学反应的活性羟基(1)有机硅烷水解,生成硅醇(2)玻纤表面吸水,生成羟基(3)硅醇与吸水的玻纤表面反应,分3步:a硅醇与玻纤表面生成氢键b低温干燥(水分蒸发),硅醇进行醚化反应c高温干燥(水分蒸发),硅醇与吸水玻纤表面进行醚化反应碳纤维聚合物体系:
表面处理后碳纤维表面上形成不同类型的化学络合物含氧官能团与树脂形成氢键缔合或化学键外,其他类型的基团也可能使各种聚合物在凝胶化时改性,在界面形成不同力学和流变性能的层区。改变表面官能团的种类和数量,就有可能使纤维和树脂形成更好的粘结r