接触角测量方法及其对纤维/树脂体系的适应性研究

接触角是衡量材料表面润湿性能的重要参数。接触角测试是材料表面探测的重要技术手段,通过接触角测试可得到固液、气液、气固界面相互作用的许多重要信息,诸如表面湿润性能、固液界面张力、表面粗糙度、化学多相性等。本文介绍了常见的接触角的测量方法,并针对玻璃纤维/树脂体系的特点,详细分析了常用接触角测量方法对玻璃纤维/树脂体系的适应性,以此探讨新的实验技术。

抗氧剂和光稳定剂对PE-LLD紫外光老化的稳定作用

研究了抗氧剂1010、168与光稳定剂622对线形低密度聚乙烯(PE-LLD)抗紫外光老化性能的影响,并通过拉伸性能测试和凝胶渗透色谱等手段对PE-LLD老化前后的拉伸性能、相对分子质量及其分布进行了研究。结果表明,纯PE-LLD经紫外光老化3d后,其断裂伸长率保留率就降低到50%以下;单独添加0.15份抗氧剂1010、168或光稳定剂622,PE-LLD的断裂伸长率保留率分别在紫外光老化7、6和15d后降低到50%以下;抗氧剂1010、168与光稳定剂622复配使用时,可显著提高PE-LLD的抗紫外光老化性能,具有明显的协同效应。

玻璃纤维表面能及其与不同树脂体系的润湿特性

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。

高速铣削系统动态测试及切削力分析

工件的切削加工与过程动态力学之间存在着必然的内在联系。由于铣削系统中的振动,特别在高速铣削加工过程中的振动,在运用KISTLER测力计系统测量切削力时,通常会出现信号失真现象。文章进行了铣削系统的动力学分析,测量了切削过程中工件的振动,分析了高速条件下铣削铝合金铣削力随切削速度变化的规律。

单一玻璃纤维/树脂润湿过程分析及动态接触角的Wilhelmy法测量

基于Wilhelmy法,组建了纤维/树脂动态润湿测量系统,研究了单一玻璃纤维/树脂的动态接触角测量方法,分析了润湿过程及其特征。结果表明,单一ECT玻璃纤维/CYD128环氧树脂润湿体系为混合润湿,其动态接触角的适宜测量参数为:浸入速度0.03mm/s,检测阈值0.08mg,浸入深度1.5mm。

温度对聚酯树脂与纤维的接触角影响分析

针对复合材料成型工艺条件下聚酯树脂与玻璃纤维表面的物理化学作用,研究了不同温度下P65-901树脂、P171-901树脂、1777-G-6树脂的表面张力;分析了升温过程中ER纤维与树脂的浸润特性;计算出纤维与树脂的热力学附着功,考察了纤维与树脂的粘附特性;观察了接触角随时间的变化关系。结果表明,升高温度、延长作用时间可有效改善纤维与树脂的浸润特性。

温度对玻璃纤维-环氧树脂润湿性的影响

采用Wilhelmy法测定不同温度下CYD128环氧树脂的表面张力和环氧树脂浸润ST,ECT,TM玻璃纤维的动态接触角,计算玻璃纤维的表面自由能及环氧树脂浸润玻璃纤维的热力学黏附功,分析了玻璃纤维-环氧树脂润湿特性。结果表明:室温升至60℃,环氧树脂的黏度及表面张力降低,环氧树脂与玻璃纤维的热力学黏附功升高,玻璃纤维与环氧树脂的润湿性逐步改善;高于60℃后影响较小。

纤维表面形貌与润湿特性分析

本文采用扫描电镜,接触角测量仪对玻璃纤维及亚麻植物纤维表面形貌及其与树脂的润湿特性进行研究。揭示了亚麻纤维增强体和经浸润剂处理后的不同组元的玻璃纤维表面形貌特征,并分析了其产生的原因,探讨了纤维表面特征及其对纤维/树脂基复合材料成型性能的影响。研究结果表明,玻璃纤维表面有凸包状结构,分布较随机,但没有大面积橘皮状结构出现,未见有裂纹存在,表面粗糙度的存在可影响玻璃纤维的动态润湿性能。亚麻植物纤维增强体表面均一性更为复杂,单纤维具有多边形非均匀圆柱形外貌,动态润湿性能显示,亚麻植物纤维具有更差的润湿性能,未经树脂浸润的亚麻单纤维表现出明显的亲水性,不利于树脂基复合材料浸润成型。

玻纤表面动态润湿行为

提出了采用线性回归处理分析玻纤与浸润液体动态润湿的新方法,结合高精度电子天平,表征了玻纤表面动态润湿性能。研究结果表明:在玻纤表面动态润湿过程中,随着润湿速度的增加,动态接触角有增大的趋势,玻纤与去离子水、乙二醇、760E环氧、CYD128环氧的接触角分别由66.04°、42.21°、51.31°、73.90°增加到69.05°、46.95°、74.58°、170.06°,玻纤表面可润湿性能下降。玻纤表面动态润湿过程中,黏度越大,随着润湿速度增加,可润湿性能下降越快,即玻纤与CYD128环氧体系的接触角下降96.16°,而与760E环氧树脂和乙二醇的接触角下降分别为23.27°和4.74°。基于新方法的玻纤表面动态润湿系统中,玻纤所受作用力随三相接触线移动速率和浸润液体黏度的增加而增大。