由于優(yōu)異的力學(xué)性能，玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材被廣泛的研究應(yīng)用。但玻璃纖維屬于無(wú)機(jī)非金屬材料，其表面光滑，化學(xué)性惰而限制了其應(yīng)用。通過(guò)對(duì)玻璃纖維表面的改性，提高其表面化學(xué)活性和粗糙度，改善與樹脂基體的界面結(jié)合。
相對(duì)于物理沉積改性，化學(xué)接枝改性是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，將改性物質(zhì)接枝在玻璃纖維的表面，因此具有更好的纖維表面包覆效果，且不易脫落。玻璃纖維表面的化學(xué)接枝物包括有機(jī)化合物、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化物等。
1、玻璃纖維表面有機(jī)化合物化學(xué)接枝改性
通過(guò)將有機(jī)化合物接枝在玻璃纖維的表面，可以提高表面粗糙度，增強(qiáng)與樹脂的機(jī)械聯(lián)鎖，也可以改變纖維表面的浸潤(rùn)性，有利于改善與樹脂基體的相容性。
Chen等用N-（β-氨基乙基）-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑（Z-6020）對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行改性，用液態(tài)環(huán)氧天然橡膠（LENR）對(duì)復(fù)合材料的基體進(jìn)行改性。通過(guò)這些改性，研究其對(duì)復(fù)合材料的耐水性、硬度等方面的影響。研究表明，改性后的玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其耐水性和硬度都得到了提高。這是由于玻璃纖維表面的化學(xué)接枝改性，使得纖維與樹脂界面結(jié)合的更加牢固，減少了空隙，從而提高了復(fù)合材料的耐水性與硬度。
Pan等用硅烷偶聯(lián)劑和磺化聚醚醚酮（SPEEK）改性玻璃纖維，制備了玻璃纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料。運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)復(fù)合材料影響進(jìn)行了分析。研究表明，硅烷偶聯(lián)劑和磺化聚醚醚酮表面改性過(guò)的玻璃纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料，其纖維與樹脂基體的界面結(jié)合得到改善，抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度較未改性的玻璃纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料分別提高了21.4%和30.2%。
2、玻璃纖維表面有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化物化學(xué)接枝改性
玻璃纖維表面有機(jī)化合物的接枝改性對(duì)玻璃纖維表面粗糙度的影響相對(duì)有限，無(wú)機(jī)化合物的加入，可以更大程度地影響玻璃纖維表面的粗糙度。
VR等通過(guò)3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）對(duì)氧化鐵顆粒和玻璃纖維表面進(jìn)行改性。研究表明，APTMS改性的復(fù)合材料比未改性的復(fù)合材料具有更好的耐磨性和更低的摩擦系數(shù)。這是由于改性后的玻璃纖維與環(huán)氧樹脂基體間的附著力提高，具有較高的抗外部剪切力。產(chǎn)生載荷可有效地轉(zhuǎn)移到樹脂基體上，并保持較高的穩(wěn)定性，以抵抗磨損、粘附和沖蝕磨損機(jī)制。
Li等通過(guò)將聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為有機(jī)前驅(qū)體，正硅酸四乙酯（TEOS）為硅源通過(guò)溶膠-凝膠法制備了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性玻璃纖維表面的玻璃纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯復(fù)合材料。玻璃纖維表面的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性，使得PTFE與玻璃纖維表面形成更好的物理機(jī)械聯(lián)鎖，也使玻璃纖維表面與聚四氟乙烯有更相近的溶解度參數(shù)（SP），增加聚四氟乙烯對(duì)纖維表面潤(rùn)濕性，提高了界面粘合力。
資料來(lái)源：《趙智奎,戚棟明,王龍飛等.玻璃纖維界面改性及其復(fù)合材料力學(xué)性能的研究進(jìn)展[J].紡織科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2023,40(03)》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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