论文摘要：纤维与树脂表面张力测试研究

界面是树脂基复合材料最为主要的微结构，起到连接增强相和基体、传递载荷等作用，对树脂纤维协同发挥“复合”材料的整体作用至关重要。树脂与纤维间粘结强度的高低决定复合材料的界面性能。而树脂对纤维增强体良好浸润性是获得高强度粘结的先决条件，直接影响复合材料的界面性能和宏观力学性能。因此，研究复合材料中树脂基体对纤维的浸润规律尤为重要。本课题对浸润性能的研究从热力学角度入手，分析纤维表面能和色散极性分布情况辅以表面形貌分析，考察浸润剂对表面性质的影响；同时在确定纯树脂表面张力最佳测试方法的基础上研究树脂表面张力随温度的变化规律，重点考察粘度对其表面张力的影响机制。进而测试分析树脂体系与单纤维接触角，并考察了单向纤维束平面内树脂铺展芯吸规律，从而为进一步进行浸润动力学研究，并最终获得良好界面性能的复合材料提供研究手段和方法。研究结果表明，去除纤维表面浸润剂、上浆剂后，各种纤维总表面能均减小，色散极性分量改变，测试液体与单丝的前进接触角随液体极性Xp增大而增大；树脂表面张力随温度的升高呈线性下降趋势，温度和时间是影响高粘度液体表面张力测试的主要因素，悬滴法是树脂表面张力测试中的首选方法；纤维单丝与树脂的接触角随着温度的升高减小，去除浸润剂后接触角增大；单层纤维束铺放角度对初始接触角及接触角随时间变化规律无影响；树脂对纤维的初始接触角随温度的升高近似线性减小；恒定温度下接触角随时间的延长符合指数下降方程，并且温度越高，接触角变化速率越快，达到稳定接触角的时间越短。