《材料表面与界面》课程教学资源（PPT课件）第10章 复合材料界面 10.4 玻璃纤维增强塑料的界面 10.5 先进复合材料的界面

10.4玻璃纤维增强塑料的界面 10.5先进复合材料的界面

10.4 玻璃纤维增强塑料的界面 10.5 先进复合材料的界面

10.4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

10.4 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

10.4.1 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 Na- 璃纤维，其他还有 高强S玻璃纤维、高 Ce- 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。 发璃纤维结构示意图

10.4.1 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 AI Mg Ca的米能B F班O 表面 24.1 8.1 0.7 1.8 3.0 1.861.1 本体含18.66.1心2.2 6.3 4.1 0.4 61.8

E玻璃纤维的组成

5 2 3 图2一19玻璃纤维纺丝工艺示意图 】一料简；2一计址混合；3一输送： 4一供料：5一熔融；6一纺丝：7一卷绕

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 2.42.7g/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。 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 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 M+0一 -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； 野HH 吸附的水可以是多分子层的 H H OH OH Si- 玻纤不耐碱，在碱作用下玻纤骨架破坏 o+0n一0n* 0-+H,0-0H+0a

玻纤不耐碱，在碱作用下玻纤骨架破坏 -Si-O-Si- + OH Si-OH + Si-O -Si-O + H O Si-OH + OH - - - - 2 玻纤表面有很强的吸水性； 吸附的水可以是多分子层的

10.4.2 玻璃纤维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 钻构层次

10.4.2 玻璃纤维增强塑料界面的研究

1、偶联剂处理后玻璃纤维的表面张力 处理剂 结构 o/(mJ/m2) 未处理 58.7 APS-E H2N(CH2):Si(OC2Hs)3 58.8 GPS-M CH2-CH-CH2-O-(CH2):Si(OCH); 52.7 0 VTS-E CH=CH-Si-(OC2Hs); 49.7 MOPS-M CH2=C(CH)-COO(CH2);Si(OCH)3 46.6 BS-M CH-(CH2)3-Si(OCH3)3 23.8 ODS-E CH(CH2)17-Si(OC2H5); 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