等規(guī)聚丙烯纖維-基體同質(zhì)復(fù)合材料界面結(jié)晶及力學(xué)性能的研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)等規(guī)聚丙烯（iPP）復(fù)合材料可以提高 iPP力學(xué)性能，進(jìn)而使其得到更廣泛的應(yīng)用。然而，對(duì)于纖維增強(qiáng)聚合物來說，無論是異質(zhì)纖維增強(qiáng)還是同質(zhì)纖維增強(qiáng)，都存在界面問題。因此，纖維和基體之間形成的界面一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)于異質(zhì)纖維增強(qiáng)聚合物來說，由于其熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、彈性模量和泊松比等不同，往往會(huì)出現(xiàn)界面粘結(jié)不夠理想，以及界面處形成熱應(yīng)力等問題。同質(zhì)纖維增強(qiáng)是目前復(fù)合材料研究的一個(gè)新視角，不僅可以解決以上問題，還符合環(huán)境友好發(fā)

2、展的趨勢(shì)。本文主要的研究工作是：首先通過熔融紡絲制備iPP纖維，研究其本身的結(jié)構(gòu)與性能；然后將iPP纖維在不同溫度下引入到iPP基體中制備同質(zhì)復(fù)合材料，研究不同的纖維引入溫度對(duì)其本身結(jié)構(gòu)與性能的影響，以及對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)晶形貌的改變，并探討了界面結(jié)晶特征與力學(xué)性能之間的關(guān)系；其次，將iPP纖維在不同溫度下進(jìn)行退火熱處理，研究退火對(duì)纖維本身結(jié)構(gòu)與性能的影響，隨后仍然將退火后的iPP纖維引入到iPP基體中制備同質(zhì)復(fù)合材料，研究退火對(duì)iPP纖

3、維誘導(dǎo)基體結(jié)晶能力的改變以及對(duì)相應(yīng)的同質(zhì)復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響。研究的主要結(jié)果如下：
　?。?）通過熔融紡絲制備的iPP纖維具有高取向和高熔點(diǎn)，為同質(zhì)復(fù)合材料的制備提供了前提。隨著引入溫度的升高，iPP纖維的熔融程度增大，與基體之間的界面粘結(jié)更好，但其本身的取向程度和強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。此外，對(duì)同質(zhì)復(fù)合材料進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，結(jié)果表明隨著iPP纖維引入溫度的升高，拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)，并在引入溫度為160℃時(shí)達(dá)到最大值。

4、這是由于纖維本身的取向度、拉伸強(qiáng)度和界面粘結(jié)共同作用的結(jié)果。
　　（2）退火不僅可以使iPP纖維的取向程度略微增加，而且使其結(jié)晶結(jié)構(gòu)得到完善，片晶厚度、無定形區(qū)的厚度及結(jié)晶度都得到了明顯的增加；此外，退火后的iPP纖維誘導(dǎo)基體結(jié)晶能力有所提高，這和退火完善了其本身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是分不開的。同時(shí)對(duì)退火后的iPP纖維引入到iPP基體中制備的同質(zhì)復(fù)合材料進(jìn)行了拉伸測(cè)試。結(jié)果表明同質(zhì)復(fù)合材料的力學(xué)性能也得到了提高。在不考慮界面粘結(jié)的情況，是因