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《华东理工大学》 2011年
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超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料的性能研究

张小康  
【摘要】:为了改善超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强聚合物基复合材料的界面粘结性能,本文从树脂基体入手,依据相似相容原理和UHMWPE纤维的结构特征开发出一种只含有碳、氢两种元素的新型热固性树脂(PCH树脂),用作UHMWPE纤维复合材料的基体。采用热压成型法制备了一系列具有不同PCH与苯乙烯比值的UHMWPE纤维/PCH复合材料,并通过力学性能测试、热性能测试以及聚合物溶液性能测试等研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,结构和极性的相似性使得UHMWPE纤维和PCH树脂之间具有较强的相互作用。在UHMWPE纤维和固化的PCH树脂之间的溶度参数差异不大的情况下,随着PCH树脂体系中交联剂苯乙烯含量的增加,PCH树脂溶液在纤维表面的浸润性得到改善,并且基体和纤维之间的热膨胀系数的差异随之降低。当PCH/苯乙烯的比值为55/45时,复合材料的界面粘结性能最佳。通过分析复合材料的层间剪切破坏特征,引入了一系列在层间剪切破坏过程中与层间剪切强度具有很好相关性的表征能量吸收的相对能量指数。UHMWPE纤维/PCH复合材料具有优异的抗冲击性能,当树脂基体中PCH与苯乙烯含量比值为60/40时,冲击强度可达140.8kJ/m2。UHMWPE纤维/PCH复合材料具有高的储能模量(E’)和低的损耗因子(tanδ),动态力学性能与界面性能密切相关。UHMWPE纤维/PCH复合材料具有很低的介电常数(2.20ε’2.55)和介电损耗(1.50×10-3tanδ1.81×10-2),并且在较宽的频率和温度范围内表现出良好的稳定性。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB332

【参考文献】
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