偶联剂表面富集对高强玻纤复合材料界面和层间断裂韧性的影响

作者：郭妙才^*; 李亚锋; 张杜鹃; 洪旭辉

来源：复合材料学报, 2023, 40(04): 2066-2074.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220526.001

• 玻璃纤维复合材料
• 界面结构
• 浸润剂
• 偶联剂
• 层间断裂韧性
• 接触角

浸润剂是形成复合材料界面的关键组成，理解浸润剂特性对复合材料界面和宏观力学的影响机制，对发展高性能复合材料有着重要的科学价值。本文研究了采用两种不同浸润剂体系的高强玻璃纤维织物的表面、界面和层间断裂韧性等性能，发现其中一种浸润剂体系的纤维表面发生了更显著的偶联剂表面富集，偶联剂表面富集导致纤维/树脂之间具有较高的动态接触角，同时纤维/树脂的界面剪切强度下降。作为对比，偶联剂较少表面富集的浸润剂体系，纤维/树脂之间的动态接触角较小，同时界面剪切强度较高。两种复合材料的I型、II型层间断裂韧性均基于纤维/树脂之间的界面脱粘机制，较多偶联剂表面富集的浸润剂降低了复合材料的界面连续性，而较少偶联剂表面富集的浸润剂则与树脂形成了连续的界面相，界面粘结良好，并诱导了层间断裂时的织物拔出机制，I型和II型层间断裂韧性分别比前者高56.5%和62.2%。

• 单位
  中国航空制造技术研究院