玻璃纤维增强聚丙烯界面处理研究进展.pdfVIP

2000年5月 玻璃钢／复合材井 49 玻璃纤维增强聚丙烯界面处理研究进展 赵若飞周晓东戴干策 (华东理工大学聚合物加工室上海 200237) 摘要： 本文综述了提高玻璃纤维增强聚丙烯复合材料界面粘结强度和改善界面层结构的各种有效方法，包括玻璃圩堆的 偶联荆涂覆、浸润荆浸润、表面接枝等表面处理方法以厦在聚丙烯基体中添加功能化聚丙烯对基体进行共混改性等，对玻璃奸堆 与聚丙烯的粘结机理进行了讨论，并论述了玻纤／聚丙烯界面横晶对界面粘结强度的影响。 关键词：玻璃纤雏聚丙烯表面处理功能化横晶 1前言 酐或丙烯酸与聚丙烯的接枝共聚物。它可以为基体 提供极性基团与偶联剂形成化学键，从而使界面强 纤维增强聚合物基复合材料，只有形成有效的界 度得以提高“2““。 面粘结才能具有优良的性能。对玻纤增强热固性树脂或 玻纤在聚丙烯基体中，对聚丙烯的结晶有成核 极性热塑性树脂复合材料，可采用偶联剂对玻纤进行表 面处理，使树脂与玻纤表面形成化学键，从而获得有效 作用，可能使界面区形成横晶，这种横晶对界面粘结 强度有很大的影响““14,19“2’26““。 的界面粘结““。对玻纤增强聚丙烯复合材料，由于聚丙 烯的分子链是饱和的和非极性的，不能与偶联剂反应而 2 玻纤的表面处理 形成化学键，因此很难通过对玻纤进行偶联剂处理的方 2．1硅烷偶联剂处理 法获得有效的界面粘结“1。 硅烷偶联剂的水解产物通过氢键与玻纤表面作 为提高玻纤与聚丙烯的界面粘结强度，人们采 用，在玻纤表面形成具有一定结构的膜。偶联剂膜含 用各种方法对玻纤进行表面处理，由于玻纤表面含 有物理吸附、化学吸附和化学键作用的三个级分，部 有大量的硅醇基，因此以硅烷偶联剂处理为基础的 分偶联剂会形成硅烷聚合物”x2“。在加热的情况下， 两种方法得到重视和发展。其一是采用浸润剂对玻 吸附于玻纤表面的偶联剂将与玻纤表面的羟基发生 纤直接浸润”。1，浸润剂中除了含有偶联剂以外主要 缩合，在两者之间形成牢固的化学键结合。 是聚合物成膜剂，选用与聚丙烯相容性好的聚合物 对玻纤增强热固性树脂或极性热塑性树脂复合 成膜剂，可有效地提高界面粘结强度，其二是对玻纤 材料，只要偶联剂能与树脂形成化学键，则作为此类 进行表面接枝““’，先对玻纤表面进行偶联剂处理， 树脂的偶联剂是有效的。文献[11]通过层间剪切强 然后引入过氧化物、功能化聚丙烯或者柔性橡胶层， 度法测定了偶联剂处理玻纤后玻纤／聚丙烯的界面 该法在优化界面层结构方面具有很好的应用价值。 粘结强度，发现偶联剂处理玻纤后界面结合强度略 另外，向聚丙烯基体中添加功能化聚丙烯也可有效 有提高。文献[3]通过单丝拔出法详细研究了各种偶 地提高界面粘结强度，所谓功能化聚丙烯是马来酸 联剂对界面剪切强度的影响，如表I。 表l偶联刺对界面剪切强度的影响” 玻璃纤维 截面剪切强度／MPa 纤维直径／岬 偶联剂 表面能／叫‘m2 P74 6 10．9 未处理 鹋 7 P61l 5 16．0