PBO纖維改性及其PTFE復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、PBO纖維有著優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度且比模量高，相比于碳纖維和芳綸纖維有著更低的密度和更穩(wěn)定的耐熱性。因此，PBO纖維經(jīng)常被用作樹脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)基體。但由于PBO纖維自身分子結(jié)構(gòu)的原因，PBO纖維與復(fù)合基體材料的界面粘結(jié)性低，PBO纖維自身易老化強(qiáng)度下降快且功能退化嚴(yán)重。因此，通過表面改性提高PBO纖維界面粘結(jié)性，通過復(fù)合彌補(bǔ)PBO纖維自身老化不足十分必要。
　　本論文使用硝酸處理PBO纖維表面，研究了硝酸處理后PBO纖維表面形貌、表

2、面自由能及拉伸強(qiáng)度的變化；確定了硝酸處理對PBO纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響關(guān)系。然后使用全氟辛酸鈉處理PBO纖維表面，研究表面活性劑對于提高復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度的影響；確定了全氟辛酸鈉的最佳使用濃度和處理時間。隨后采用聚四氟乙烯作為復(fù)合材料的樹脂基體，使用控制變量法研究了復(fù)合材料生產(chǎn)過程中的加熱溫度，加壓壓力和壓制時間等條件；確定了PBO聚四氟乙烯復(fù)合材料最佳的生產(chǎn)工藝。最后通過水煮實驗、高低溫交替老化試驗和紫外光輻照實驗研究了PBO纖維及復(fù)

3、合材料在這些條件下的老化程度，為復(fù)合材料在實際中的應(yīng)用提供了參考。
　　經(jīng)過常溫加壓、高溫?zé)Y(jié)等過程成功制備了改性PBO/聚四氟乙烯復(fù)合材料，并通過PBO纖維表面硝酸改性、添加表面活性劑全氟辛酸鈉等方法提高了改性PBO/聚四氟乙烯復(fù)合材料界面粘結(jié)性。研究結(jié)果表明，改性PBO/聚四氟乙烯復(fù)合材料在330℃的溫度下高溫?zé)Y(jié)40min后具有最高的層間剪切強(qiáng)度2.2MPa，繼續(xù)增加燒結(jié)時間會使層間剪切強(qiáng)度下降。經(jīng)過硝酸改性的PBO纖維表面