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行业动态 |
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| 高强高模聚乙燎纤维的性能缺陷 |
| 发布时间：
2014年07月31日 15:09 |
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高强高模聚乙嫌纤维具有高强高模的独特力学性能，并具有密度小、耐腐蚀、耐冲击等其他纤维所无法比拟的优越性能，在特种材料和复合材料领域显示出极好的应用前景。但是，该纤维本身的结构特点及生产因素决定了它也存在许多性能缺陷：
(1)高强高模聚乙烯纤维的聚合物分子结构单元中不含极性基团，分子间作用力弱，因而其玻璃化温度及熔点较低，在热的作用下，纤维的结构容易发生变化，从而影响其力学性能。
(2)由于无极性基团，难与树脂基体形成化学键，并且其表面能低，表面呈化学惰性，难与树脂基体结合，使得其复合材料的层间抗剪切强度较差，造成复合材料在使用过程中常出现层间破坏现象。
(3)纤维的抗蠕变性能较差，在外力作用时容易发生形变。所有这些缺陷，在很大程度上限制了高强高模聚乙烯纤维的应用范围，因此对其进行改性处理，是一项很重要而有意义的研究工作。
氧化法通常采用重铬酸钾、铬酸、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂对高强高模聚乙烯纤维进行化学处理，可在纤维表面引起化学变化和物理变化，而在高强高模聚乙烯纤维分子中引人极性基团，增大了纤维与基体树脂的作用力，同时由于化学试剂对纤维表面所产生的化学刻蚀，增大了纤维表面的粗糙程度，即增大了纤维的比表面积，所有这些都有利于纤维与树脂的结合。
美国的Hsieh等用CrQ和处理纤维，发现在酸性催化的条件下，环氧树脂对纤维的浸润程度增加，树脂和纤维的界面黏结强度显著提髙，但在碱性催化的条件下却没有类似的效果。以色列的Slveten小组用铬酸、高锰酸钾和过氧化氢等试剂处理了Spetra-1000纤维。他们从射线微分析得到的能量分散光谱发现原丝表面含有22%的羟基或者醚基，且不能用乙醇洗去。尽管铬酸刻蚀降低了纤维表面的氧含量，但却能提高纤维的黏结性，高锰酸钾和过氧化氢并没有类似的效果。另外，铬酸溶液处理高强高模聚乙烯纤维的另一重要作用，是可以溶解纤维表面无定形区，由铬酸处理过的纤维表面，会产生粗糙痕迹和片状小包，这种复杂的几何形状使得高强高模聚乙烯纤维与环氧树脂的黏结性大大提髙。胳玉祥等分别用浓硝酸、高锰酸钾、重铬酸钾和铬酸等对高强高模聚乙稀纤维进行了处理，发现重铬酸钾和铬酸的处理效果最好，并且纤维复合吋料的层间黏合性能不再有大的变化。
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