《材料表面与界面》课程教学资源（课件讲稿）第5章 复合材料界面 5.4 玻璃纤维增强塑料的界面 5.5 先进复合材料的界面

5.4玻璃纤维增强塑料的界面 5.5先进复合材料的界面

5.4 玻璃纤维增强塑料的界面 5.5 先进复合材料的界面

5.4破璃行雅增强塑料的界面 玻璃纤难增强塑料俗称破璃钢， 是由破璃所雅和基体树脂组成的 复合材料

5.4 玻璃纤维增强塑料的界面 玻璃纤维增强塑料俗称玻璃钢， 是由玻璃纤维和基体树脂组成的 复合材料

5.4.1破璃行雅概迷 1、组成和结构 主要有无碱E破 璃纤难和中碱A玻 Na- 璃纤难，其他还有 高强S玻璃纤难、高 Ce- 硅氧破璃仟谁、石 英破璃纤雅等特种 玻璃纤雅。玻璃的 结构为网侉信构。 驭璃纤维结构示意图

5.4.1 玻璃纤维概述 1、组成和结构 主要有无碱E玻 璃纤维和中碱A玻 璃纤维，其他还有 高强S玻璃纤维、高 硅氧玻璃纤维、石 英玻璃纤维等特种 玻璃纤维。玻璃的 结构为网络结构

E玻璃纤维的组成 表5-7E玻璃纤维的组成（百分含量） Si Al Mg Ca B FO 表面 24.1 8.1 0.7 1.8 3.0 1.8 61.1 本体合18.6 6.12.2物项 6.3 4.1 0.4 61.8

E玻璃纤维的组成

5 图2一19玻璃纤维纺丝工艺示意图 】一料简；2一计域混合；3输送： 4一供料；5一熔融；6一纺丝；7一卷绕

2、破璃纤雅的加理性能 破璃是各相同性的，无固定熔点，处于近程有 序、这程无序的个稳态，或者視是“冻结的液体”。 外观是光滑的圆柱体，直径为5~20um,密度为2.4 ~2.7g/m3。 玻璃纤雅的强度与直径有关，直径越细，玻璃 纤雅的强度越大。 直径/um 5 7 9 11 拉伸强度MPa 3000-3800 2400-2900 1750-2150 1250-1700 1050-1250

2、玻璃纤维的物理性能 玻璃是各相同性的，无固定熔点，处于近程有 序、远程无序的介稳态，或者说是“冻结的液体” 。 外观是光滑的圆柱体，直径为5～20um，密度为2.4 ～2.7g/m3 。 玻璃纤维的强度与直径有关，直径越细，玻璃 纤维的强度越大

3、玻璃纤维的化学性能 破璃是很好的耐饱材料，除氢氟酸、浓碱、 浓磷酸外，对一般化学药品和有机溶剂都有良好 的化学稳定性。但拉制成破璃纤后，典耐蚀性 能远不如破璃。 玻璃纤雅表面有很绳的吸水性 Si-OH+M+OH

玻璃是很好的耐蚀材料，除氢氟酸、浓碱、 浓磷酸外，对一般化学药品和有机溶剂都有良好 的化学稳定性。但拉制成玻璃纤维后，其耐蚀性 能远不如玻璃。 玻璃纤维表面有很强的吸水性 3、玻璃纤维的化学性能

玻纤表面有很强的吸水性； 吸附的水可以是多分子层的 0面 HH HH H OH OH 玻纤不耐碱，在碱作用下玻纤骨架破坏 0+om—o+01 5i-0+H0oH+0H

玻纤不耐碱，在碱作用下玻纤骨架破坏 玻纤表面有很强的吸水性； 吸附的水可以是多分子层的

5.4.2破璃行雅增强塑料界面的研究 经偶联剂处理后，玻璃纤维表面的结构和性能发生了变化 偶联剂处理 偶联剂在 偶联剂在 后玻纤的表 玻纤表面的 玻纤表面的 面张力 结构 结构层次

5.4.2 玻璃纤维增强塑料界面的研究

1、偶联利处理后破璃纤雅的表面张力 处理剂 结构 6/(mJ/m2) 未处理 58.7 APS-E H2N(CH2);Si(OC2Hs); 58.8 GPS-M CH,-CH-CH2-O-(CH2);Si(OCH3)3 52.7 0 VTS-E CH2=CH-Si-(OC2Hs)3 49.7 MOPS-M CH,=C(CH3)-COO(CH2)Si(OCH3); 46.6 BS-M CH3-(CH2);-Si(OCH3)3 23.8 ODS-E CH3(CH2)7-Si(OC2Hs)3 32.4

1、偶联剂处理后玻璃纤维的表面张力 处理剂 结构 σ/(mJ/m2 ) 未处理 58.7 APS-E H2N(CH2 ) 3Si(OC2H5 ) 3 58.8 GPS-M CH2 -CH-CH2 -O-(CH2 ) 3Si(OCH3 ) 3 52.7 VTS-E CH2=CH-Si-(OC2H5 ) 3 49.7 MOPS-M CH2=C(CH3 )-COO(CH2 ) 3Si(OCH3 ) 3 46.6 BS-M CH3 -(CH2 ) 3 -Si(OCH3 ) 3 23.8 ODS-E CH3 (CH2 ) 17-Si(OC2H5 ) 3 32.4 O