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《长安大学》 2008年
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蛇纹石/水镁石纤维/不饱和聚酯复合材料的研究

武雪宁  
【摘要】: 随着复合材料的深入研究和广泛应用,作为复合材料组分之一的填料日益受到人们的高度重视。填充改性是材料改性的一种重要手段,它不仅可以大大降低材料的成本,而且可以显著改善材料的各种性能,赋予材料新的特征,扩大其应用领域。填充改性使用的填料主要是无机非金属矿物。 本文以蛇纹石和水镁石纤维为填料,制备了不饱和聚酯基复合材料。蛇纹石以陕西略阳煎茶陵纤胶蛇纹岩为原料,经过粉碎、磨细、磁选和改性等工艺制备而成。实验借助激光粒度仪测试蛇纹石粉体的粒度分布和比表面积,结果表明,粉体的平均粒度为3.45μm,最大粒径为6.05μm,比表面积为2173.99cm2/g,各项均指标符合超细粉要求。为了降低蛇纹石粉体的表面能,防止超细粉团聚,分别选用硅烷偶联剂和硬脂酸对蛇纹石改性。从活化指数来看,用硅烷偶联剂改性的粉体,其表面性质基本上没有变化;而经硬脂酸改性的粉体,其表面性质由亲水性变为疏水性,所以确定硬脂酸为蛇纹石的表面改性剂。扫描电镜观察发现,未改性的粉体,颗粒之间团聚较为严重,改性后的粉体基本上没有团聚。 实验采用化学松解法分散水镁石纤维,经过统计分析,分散后水镁石纤维的直径在52nm-1.52μm之间。经过磁选、水洗、干燥和改性等工艺,将其制成有机水镁石纤维。实验选用硬脂酸改性水镁石纤维,借助活化指数表征改性效果,结果表明,水镁石纤维的表面性质由亲水性变为疏水性。 实验采用万能电子试验机和冲击试验机及DSC-TG热分析仪测试了不饱和聚酯基复合材料的力学性能和热性能,通过与纯不饱和聚酯的力学性能和热性能相比,发现复合材料的力学性能优于纯不饱和聚酯的力学性能。当蛇纹石用量为15%,水镁石纤维用量为20%,硬脂酸用量为2%时,复合材料的综合力学性能最好。水镁石纤维对不饱和聚酯的碳化有抑制作用,当蛇纹石和水镁石纤维的用量比为1:1时,它们对不饱和聚酯的热分解有协同作用最好,不饱和聚酯的热分解温度比纯不饱和聚酯提高了7.2℃。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB332

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【参考文献】
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