玻璃纤维_聚丙烯复合材料界面研究.pdf

第8卷第2期材料科学与工艺Voi.8No.2
2000年6月MATERIALSCIENCE&TECHNOLOGYJun.2000

文章编号：1005-029（92000）02-105-03

玻璃纤维/聚丙烯复合材料界面研究

刘立洵，李俊伟，张志谦，黄玉东

（哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨150001）

摘要：采用!射线预辐照固相接枝和偶联剂分别对聚丙稀粉粒（PP）和玻璃纤维（GF）进行表面改性.研究
接枝PP在基体中的含量、玻璃纤维经偶联剂处理对复合材料层间剪切强度（ILSS）、拉伸强度的影响.通过
SEM对复合材料的拉伸断口进行了分析.
关键词：聚丙烯；玻璃纤维；表面；界面；复合材料
中图分类号：TB332文献标识码：A

Interfaceofglassfiber/polypropylenecomposites

LIULi-xun，LIJun-wei，ZHANGZhi-gian，HUANGYu-Dong

（DepartmentofAppiieDChemistry，HarbinInstituteofTechnoiogy，Harbin150001，China）

Abstract：SurfaceofPPpowDeranDshortgiassfiberismoDifieDwithGammarayspreirraDiationinsoiiDstateanD
coupiingagents.EffectofcontentofgrafteDPPinthematrixanDthemoDificationofgiass-fiberwithcoupiingagents
onILSSanDtensiiestrengthofgiassfiber/poiypropyienecompositesarestuDieD，Meanwhiie，thetensiiefractrueof
thesecompositesisanaiyseDbySEM.
Keywords：poiypropyiene；giassfiber；surface；inkterface；composite

聚丙烯（PP）是低成本、性能优异用途广泛的
1实验部分
工程塑料，但作为复合材料的基体时，由于熔体对
玻璃纤维浸润性差，界面粘结强度低，影响热塑性1.1PP预辐照固相接枝
复合材料性能的发挥，而限制该材料的应用.为了PP经剂量为20kGy!射线预辐照后，放入
提高界面粘结强度、采用预辐照方法在PP粉粒表4moi/L马来酸酐溶液中反应20min，水冲洗后经
面固相接枝了马来酸酐，按一定比例加入PP基体丙酮洗涤去除未反应物和均聚物.
中，同时对玻璃纤维表面分别进行二种不同浓度1.2GF表面偶联剂处理
的偶联剂处理.并采用悬浮沉积方法制备GF/PPA151和A1120分别配成1%的乙醇溶液，润
毡状片材料（GMTS），层叠一定厚度，通过模压工湿GF20C干燥30min后110C处理10min.
艺制备GF/PP复合材料［1］.研究了界面改性前后1.3GMTS制备
将经过偶联剂处理的切成长的短
对GF/PP复合材料层间剪切强度、拉伸强度的影GF10mm
纤维按比例称取PP和接枝PP、分别放入悬浮沉
响.同时还对拉伸断口进行了扫描电镜分析，表明
积机中分散，放出水分散液后使GF和PP粉均匀
在PP基体中加入接枝PP和对GF进行偶联剂处
沉积在不锈钢网上，室温自然晾干后，100C干燥
理.可明显提高GF/PP复合材料界面粘结强度和
10min.
拉伸强度［2］.
1.4GF/PP复合材料制备
将GMTS叠层一定厚度入模具中，合模后在

收稿日期：1999-10-11压机上升温至190C保温7min，0.7MPa压力成
作者简介：刘立洵（1962-），女，工程师.型；自然降温脱模，供测试用.
·l06·材料科学与工艺第8卷

GF分别经Al5l、All20处理均有改善界面性
2结果与讨论
能的作用，二者相比较，All20处理，在接枝PP加
2.1接枝PP对GF/PP复合材料界面的改性入后层间剪切强度提高显著.这是由于GF经
非极性的PP对GF表面浸润性差，分子间相All20处理后在GF表面上引入的氨基官能团与
互作用的弱范德华力使得界面粘结强度低.用马接枝PP中的酸酐官能团反应生成了跨越界面的
来酸酐接枝改性的PP是在PP大分子上引入了极化学键［5］，从而使界面粘结强度提高.
性基团，因此，接枝PP的加入可提高GF对PP的All20处理的GF，接枝PP加入5%时可使
浸润性和界面层分子间的相互作用，使得界面粘ILSS显著提高，但随加入量的增加，ILSS提高缓
结强度提高，如图l所示.慢.这可能是由于GF表面偶合的聚硅氧烷与氨
基形成的酰胺基会对邻近的氨基有空间位阻作
用.因此接