采用基于Wilhelmy吊片原理的动态润湿新方法, 结合热力学OWRK原理, 计算了不同玻璃纤维表面自由能及其极性分量和色散分量, 测试了玻璃纤维与不同树脂的接触角, 分析了玻璃纤维-树脂体系润湿匹配性能。结果表明: 六种玻璃纤维表面能大小依次为EY、EYT、JY、TYM、ERY、ECY; 玻璃纤维与CYD128环氧树脂接触角较大, 润湿性较差, 与760E环氧树脂接触角较小, 润湿性较好; 相对于同一种树脂, ERY、EY、EYT玻璃纤维与其表现出较好的润湿性, 而TYM、ECY、JY玻璃纤维表现出较差的润湿性。
所属栏目
材料性能及其应用重庆市应用开发计划重大项目(cstc2013yykfC50007; cstc2014yykfC50001)
收稿日期
2013/7/252014/5/31
作者单位
杨浩邈:重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400045
黄鹏:重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400045
吴鹏:新疆京能建设投资有限公司, 乌鲁木齐830026
彭程:长江师范学院机械与电气工程学院, 重庆 408100
曾庆文:重庆国际复合材料有限公司, 重庆 400082
何建明:重庆国际复合材料有限公司, 重庆 400082
谢卫东:重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400045
备注
杨浩邈(1983-), 男, 辽宁抚顺人, 博士研究生。
引用该论文:
YANG Hao-miao,HUANG Peng,WU Peng,PENG Cheng,ZENG Qing-wen,HE Jian-ming,XIE Wei-dong.Surface Energy of Glass Fibers and Their Wetting Properties with Different Resins[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(10):50～53
杨浩邈,黄鹏,吴鹏,彭程,曾庆文,何建明,谢卫东.玻璃纤维表面能及其与不同树脂体系的润湿特性[J].机械工程材料,2014,38(10):50～53
参考文献
【1】
BALAJI THATTAIPARTHASARATHY K, PILLAY S, NING H, et al. Process simulation, design and manufacturing of a long fiber thermoplastic composite for mass transit application[J].Composites: Part A, 2008, 39(9): 1512-1521.
【2】
杜善义.复合材料与战略性新兴产业[J].科技导报, 2013, 31(7): 5-5.
【3】
左孔成, 蔡振兵, 沈明学, 等.聚合物基阻尼复合材料的研究现状[J].机械工程材料, 2013, 37(2): 1-5.
【4】
王莉莉, 董侠, 刘祥贵, 等.热塑性聚氨酯及其复合材料的界面形态与流变特性[J].高分子学报, 2013(3): 367-376.
【5】
文思维, 肖加余, 曾竟成, 等.提高硼纤维/环氧复合材料界面抗剪强度的方法[J].机械工程材料, 2007, 31(6): 38-41.
【6】
马雯, 刘福顺.玻璃纤维复合材料孔隙率对超声衰减系数及力学性能的影响[J].复合材料学报, 2012, 29(5): 69-75.
【7】
DILSIZ N, WIGHTMAN J P. Effect of acid-base properties of unsized and sized carbon fibers on fiber: epoxy matrix adhesion[J].Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2000, 164(2/3): 325-336.
【8】
李敏.树脂在增强纤维集合体中毛细润湿行为实验与理论分析[D].北京: 北京航空航天大学, 2005.
【9】
李文娟, 汪浩, 杨浩邈, 等.温度对玻璃纤维-环氧树脂润湿性的影响[J].兵器材料科学与工程, 2012, 35(6): 42-44.
【10】
张培林, 张佐光, 李敏, 等.液体在单向织物面内毛细浸润特性实验研究[J].复合材料学报, 2006, 23(4): 9-13.
【11】
张一, 于俊荣, 黄献聪, 等.偶联剂改性UHMWPE纤维表面性能的研究[J].合成纤维工业, 2009, 32(1): 1-3.
【12】
曹芳维, 李敏, 王绍凯, 等.碳纤维与环氧树脂润湿和黏附作用[J].复合材料学报, 2011, 28(4): 23-28.
【13】
温明宇, 时君友.树皮粉改性酚醛树脂的润湿性及其反应动力学[J].材料科学与工程, 2011, 29(4): 618-622.
【14】
CANTIN S, BOUTEAU M, BENHABIB F, et al. Surface free energy evaluation of well-ordered Langmuir-Blodgett surfaces comparison of different approaches [J].Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 2006, 276(1/3): 107-115.
【15】
杨浩邈, 刘娜, 孙静, 等.接触角测量方法及其对纤维/ 树脂体系的适应性研究[J].玻璃钢/复合材料, 2014 (1): 17-23.
【16】
谢卫东, 杨浩邈, 李文娟, 等.单一玻璃纤维/树脂润湿过程分析及动态接触角Wilhelmy法测量[J].材料导报, 2012, 26(7): 119-122.
【17】
杨浩邈, 曾庆文, 张南夷, 等.玻纤表面动态润湿行为[J].复合材料学报, 2014, 31(2): 317-322.
【18】
郭慧.碳纤维表面能、表面粗糙度及化学组成的表征[D].哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2009.
【19】
于淼, 张华婷, 郑世平.玻璃纤维表面偶联剂处理方法对树脂基复合材料性能的影响[J].宇航材料工艺, 2006(6): 29-31.
【20】
成荣, 蒋世春, 安立佳.环氧树脂在碳纤维表面的浸润行为[J].高分子学报, 2009(4): 352-356.
【21】
PAIPETIS A S. Room vs. temperature studies of model composites: modes of failure of carbon fibre/epoxy interfaces[J].Composite Interfaces , 2012, 19 (2): 135-158.
【22】
THUNGA M, LARSON K, LIO W. Low viscosity cyanate ester resin for the injection repair of hole-edge delaminations in bismaleimide/carbon fiber composites[J].Composites: Part A, 2013, 52: 21-37.
