先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性

作者: 陈平著 , 陈辉著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2010-01

版次: 1

ISBN: 9787030262837

定价: 50.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 205页

字数: 258千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

1 张插图图片

　　《先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性》介绍了连续纤维增强含二氮杂萘结构可溶性聚芳醚砜酮(PPESK)树脂基复合材料的溶剂选择原则、预浸料的制备和复合材料的模压制备工艺。对纤维增强可溶性PPESK树脂基复合材料残余热应力的产生、分布规律及其潜在的破坏区域进行了分析讨论。重点阐述高性能纤维(包括T700碳纤维、Twaron与Aroms芳纶纤维及PBO纤维)经射频冷等离子体(ICP)改性处理后，纤维表面状态、表面组成、表面相貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强可溶性　　PPESK树脂基复合材料界面结构与性能的关系及变化规律、复合材料界面黏结及破坏机理。最后对纤维表面时效性及其对纤维增强PPESK树脂基复合材料界面性能的影响进行了论述。对PBO纤维等离子体接枝改性及其对PPESK树脂基复合材料界面性能的影响也进行了初探。
　　《先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性》可供从事先进复合材料、航空航天材料科学研究人员、技术开发人员及高等院校相关专业的师生参考。　　陈辉，哈尔滨玻璃钢研究院教授级高级工程师。现任哈尔滨玻璃钢研究院院长，中国复合材料学会常务理事，中国玻璃钢协会理事，中国建材工业协会科技委委员，中国玻璃钢标准化委员会委员，哈尔滨工业大学兼职教授；《纤维复合材料》主编。先后获得国家科技进步奖3项；省部级科技进步奖9项。多项成果通过了国家技术鉴定，填补国内空白，达到国内领先及国际先进水平，取得了显著的社会经济效益。发表学术论文20余篇，撰写学术著作2部，获得国家发明专利2项。
　　2002年被国防科工委授予“国防工业有突出贡献中青年专家”；2004年被人事部、国防科工委、解放军总装备部联合授予“中国载人航天工程突出贡献者”；2005年被国家人事部等7部委联合授予“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”等荣誉称号。
　　陈平，大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室高分子材料学科教授、博士生导师；沈阳航空工业学院材料学科硕士生导师。现任辽宁省先进聚合物基复合材料制备技术重点实验室主任；中国复合材料学会理事、界面科学与工程专业委员会委员；中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专委会委员；中国化工学会新材料专委会委员；辽宁省航空宇航学会学术委员会副主任；《材料研究学报》等学术期刊编委。
　　先后获得国家发明奖2项；省部级科学技术奖13项。申请国家发明专利20余项，其中4项已授权。发表学术论文110余篇，其中50篇收入SCI、EI中。撰写《环氧树脂及其应用》等学术专著2部；撰写教材2部；其中《高分子合成材料学》获选为“十一五”国家级规划教材用书。1999年获国务院政府特殊津贴，2003年获首届“辽宁省十大青年科技英才”荣誉称号，2004年入选“辽宁省新世纪百千万人工程”百人计划，2005年第三届“侯德榜化工科学技术奖”青年奖，2008年获首届中国石油与化学工业协会青年科技突出贡献奖等。前言
1绪论
1.1树脂基复合材料的发展简史
1.2热塑性树脂基复合材料研究进展
1.2.1热塑性树脂基体的研究进展
1.2.2热塑性树脂基复合材料成型工艺研究进展
1.3高性能纤维的结构与性能
1.3.1碳纤维的结构与性能
1.3.2芳纶纤维的结构与性能
1.3.3PBO纤维的结构与性能
1.4聚合物基复合材料的界面
1.5纤维表面改性的处理方法研究进展
1.5.1纤维表面改性方法概况
1.5.2纤维表面等离子体改性方法
1.6复合材料热应力分析表征方法研究进展
参考文献

2实验材料与实验方法
2.1实验原材料及实验仪器
2.1.1实验原材料
2.1.2实验仪器
2.2纤维表面等离子体处理
2.2.1碳纤维表面等离子体处理
2.2.2芳纶纤维表面等离子体处理
2.2.3PBO纤维表面等离子体处理
2.3复合材料的制备
2.4等离子体处理时效性分析
2.5实验方法
2.5.1X射线光电子能谱分析
2.5.2纤维的表面形貌分析
2.5.3动态接触角分析
2.5.4复合材料的性能测试
2.5.5复合材料破坏形貌分析
2.5.6纤维的红外光谱分析
2.5.7树脂基体性能的动态力学分析
2.5.8复合材料的热应力分析
参考文献

3CF／PPESK树脂基复合材料的成型工艺与热应力分析
3.1溶剂的选择
3.2预浸料的制备工艺
3.3复合材料模压成型工艺
3.3.1预浸料内的温度场的数值分析
3.3.2复合材料成型压力及成型时间的选择
3.4复合材料的残余热应力分析
3.4.1有限元分析模型
3.4.2基体树脂性能的分析
3.4.3材料的屈服准则
3.5复合材料内残余热应力的分布规律
3.5.1复合材料轴向、径向、环向残余热应力的分布规律
3.5.2纤维表面残余热应力的分布规律
3.5.3复合材料自由端及内部区域残余热应力的分布
3.5.4复合材料潜在的破坏区域分析
3.6降温速率对复合材料内应力分布规律的影响
参考文献

4空间温度环境下碳纤维复合材料的热应力模拟
4.1复合材料的数值仿真模型
4.2空间环境温度场
4.3升温过程复合材料的热应力分析
4.3.1CF／PPESK复合材料的自由端及内部区域的热应力分布规律
4.3.2CF／PPESK复合材料内的缺陷区域对热应力分布规律的影响
4.3.3CF／PPESK复合材料与热固性复合材料热应力分布规律的比较
4.4降温过程复合材料的热应力分析
4.4.1CF／PPESK复合材料的自由端及内部区域的热应力分布规律
4.4.2CF／PPESK复合材料内缺陷区域对热应力分布规律的影响
4.4.3CF／PPESK复合材料与热固性复合材料热应力分布规律的比较，
参考文献

5碳纤维的表面性能及CF／PPESK复合材料的界面性能
5.1碳纤维原纤表面的XPS分析
5.2空气冷等离子体处理对碳纤维表面化学成分的影响
5.3等离子体处理对碳纤维表面形貌的影响
5.4等离子体处理对碳纤维浸润性能的影响
5.5等离子体处理对CF／PPESK复合材料界面ILSS的影响
5.6碳纤维／PPESK复合材料的耐湿热性能
5.7碳纤维／PPESK复合材料的界面破坏机理分析
5.8碳纤维／PPESK复合材料的界面黏结机理分析
参考文献

6Twaron纤维的表面性能及Twaron／PPESK复合材料界面性能
6.1等离子体处理对Twaron纤维表面化学组成的影响
6.2等离子体处理对Twaron纤维表面形貌的影响
6.3等离子体处理对Twaron纤维表面浸润性能的影响
6.4等离子体处理对Twaron／PPESK复合材料界面性能的影响
6.5Twaron／PPESK复合材料界面黏结机理分析
6.6Twaron／PPESK复合材料界面破坏机理分析
参考文献

7Aroms纤维的表面性能及Aroms／PPESK复合材料界面性能
7.1等离子体改性处理时间对Armos纤维表面状态的影响
7.1.1等离子体处理时间对Armos纤维表面化学组成的影响
7.1.2等离子体处理时间对Armos纤维表面形貌的影响
7.1.3等离子体处理时间对Armos纤维表面浸润性能的影响
7.2等离子体处理功率对Armos纤维表面状态的影响
7.2.1等离子体处理功率对Armos纤维表面化学组成的影响
7.2.2等离子体处理功率对Armos纤维表面形貌和表面粗糙度的影响
7.2.3等离子体处理功率对Armos纤维表面浸润性能的影响
7.3等离子体处理对Armos／PPESK复合材料界面性能的影响
7.4Armos／PPESK复合材料的耐湿热性能分析
7.5Armos／PPESK复合材料界面黏结与破坏机理分析
参考文献

8PBO纤维的表面性能及PBO／PPESK复合材料界面性能
8.1氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面状态的影响
8.1.1氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响
8.1.2氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌的影响
8.1.3氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面自由能的影响
8.2氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK复合材料界面的影响
8.2.1氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK树脂基复合材料界面黏结性能的影响
8.2.2氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
8.3氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面状态的影响
8.3.1氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面化学成分的影响
8.3.2氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面形貌的影响
8.3.3氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面自由能的影响
8.4氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料界面性能的影响
8.4.1氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料界面黏结性能的影响
8.4.2氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
8.5氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面状态的影响
8.5.1氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面化学成分的影响
8.5.2氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面形貌的影响
8.S.3氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面自由能的影响
8.6氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料界面性能的影响
8.6.1氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料界面黏结性能的影响
8.6.2氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
参考文献

9有机纤维表面时效性分析及其对复合材料界面性能的影响
9.1Twaron纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.1.1Twaron纤维表面化学组成时效性分析
9.1.2Twaron纤维表面形貌时效性分析
9.1.3Twaron纤维表面浸润性能时效性分析
9.1.4Twaron纤维表面时效性对其增强复合材料界面性能的影响
9.2Aroms纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.2.1Armos纤维表面化学组成时效性分析
9.2.2Ail710s纤维表面形貌时效性分析
9.2.3Armos纤维表面浸润性时效性分析
9.2.4Armos纤维表面时效性对其复合材料界面性能影响
9.2.5A1T110S纤维表面时效性对其复合材料耐湿热性能的影响
9.3PBO纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.3.1PBO纤维表面化学组成时效性分析
9.3.2PBO纤维表面形貌时效性分析
9.3.3PBO纤维表面浸润性能时效性分析
9.3.4PBO纤维表面时效性对其复合材料界面性能及断面形貌的影响
参考文献

10PBO纤维等离子接枝环氧树脂改性及其对复合材料界面性能的影响
10.1PBO纤维表面等离子体接枝环氧树脂改性处理工艺
10.2氧气等离子体接枝环氧树脂改性后PBO纤维表面化学组成变化
10.3氧气等离子体接枝环氧树脂改性后PBO纤维浸润性能的变化
10.4氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK界面黏结性能的影响
10.5氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK断口形貌的影响
10.6氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK耐湿热性能的影响
参考文献
内容简介:
　　《先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性》介绍了连续纤维增强含二氮杂萘结构可溶性聚芳醚砜酮(PPESK)树脂基复合材料的溶剂选择原则、预浸料的制备和复合材料的模压制备工艺。对纤维增强可溶性PPESK树脂基复合材料残余热应力的产生、分布规律及其潜在的破坏区域进行了分析讨论。重点阐述高性能纤维(包括T700碳纤维、Twaron与Aroms芳纶纤维及PBO纤维)经射频冷等离子体(ICP)改性处理后，纤维表面状态、表面组成、表面相貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强可溶性　　PPESK树脂基复合材料界面结构与性能的关系及变化规律、复合材料界面黏结及破坏机理。最后对纤维表面时效性及其对纤维增强PPESK树脂基复合材料界面性能的影响进行了论述。对PBO纤维等离子体接枝改性及其对PPESK树脂基复合材料界面性能的影响也进行了初探。
　　《先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性》可供从事先进复合材料、航空航天材料科学研究人员、技术开发人员及高等院校相关专业的师生参考。
作者简介:
　　陈辉，哈尔滨玻璃钢研究院教授级高级工程师。现任哈尔滨玻璃钢研究院院长，中国复合材料学会常务理事，中国玻璃钢协会理事，中国建材工业协会科技委委员，中国玻璃钢标准化委员会委员，哈尔滨工业大学兼职教授；《纤维复合材料》主编。先后获得国家科技进步奖3项；省部级科技进步奖9项。多项成果通过了国家技术鉴定，填补国内空白，达到国内领先及国际先进水平，取得了显著的社会经济效益。发表学术论文20余篇，撰写学术著作2部，获得国家发明专利2项。
　　2002年被国防科工委授予“国防工业有突出贡献中青年专家”；2004年被人事部、国防科工委、解放军总装备部联合授予“中国载人航天工程突出贡献者”；2005年被国家人事部等7部委联合授予“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”等荣誉称号。
　　陈平，大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室高分子材料学科教授、博士生导师；沈阳航空工业学院材料学科硕士生导师。现任辽宁省先进聚合物基复合材料制备技术重点实验室主任；中国复合材料学会理事、界面科学与工程专业委员会委员；中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专委会委员；中国化工学会新材料专委会委员；辽宁省航空宇航学会学术委员会副主任；《材料研究学报》等学术期刊编委。
　　先后获得国家发明奖2项；省部级科学技术奖13项。申请国家发明专利20余项，其中4项已授权。发表学术论文110余篇，其中50篇收入SCI、EI中。撰写《环氧树脂及其应用》等学术专著2部；撰写教材2部；其中《高分子合成材料学》获选为“十一五”国家级规划教材用书。1999年获国务院政府特殊津贴，2003年获首届“辽宁省十大青年科技英才”荣誉称号，2004年入选“辽宁省新世纪百千万人工程”百人计划，2005年第三届“侯德榜化工科学技术奖”青年奖，2008年获首届中国石油与化学工业协会青年科技突出贡献奖等。
目录:
前言
1绪论
1.1树脂基复合材料的发展简史
1.2热塑性树脂基复合材料研究进展
1.2.1热塑性树脂基体的研究进展
1.2.2热塑性树脂基复合材料成型工艺研究进展
1.3高性能纤维的结构与性能
1.3.1碳纤维的结构与性能
1.3.2芳纶纤维的结构与性能
1.3.3PBO纤维的结构与性能
1.4聚合物基复合材料的界面
1.5纤维表面改性的处理方法研究进展
1.5.1纤维表面改性方法概况
1.5.2纤维表面等离子体改性方法
1.6复合材料热应力分析表征方法研究进展
参考文献

2实验材料与实验方法
2.1实验原材料及实验仪器
2.1.1实验原材料
2.1.2实验仪器
2.2纤维表面等离子体处理
2.2.1碳纤维表面等离子体处理
2.2.2芳纶纤维表面等离子体处理
2.2.3PBO纤维表面等离子体处理
2.3复合材料的制备
2.4等离子体处理时效性分析
2.5实验方法
2.5.1X射线光电子能谱分析
2.5.2纤维的表面形貌分析
2.5.3动态接触角分析
2.5.4复合材料的性能测试
2.5.5复合材料破坏形貌分析
2.5.6纤维的红外光谱分析
2.5.7树脂基体性能的动态力学分析
2.5.8复合材料的热应力分析
参考文献

3CF／PPESK树脂基复合材料的成型工艺与热应力分析
3.1溶剂的选择
3.2预浸料的制备工艺
3.3复合材料模压成型工艺
3.3.1预浸料内的温度场的数值分析
3.3.2复合材料成型压力及成型时间的选择
3.4复合材料的残余热应力分析
3.4.1有限元分析模型
3.4.2基体树脂性能的分析
3.4.3材料的屈服准则
3.5复合材料内残余热应力的分布规律
3.5.1复合材料轴向、径向、环向残余热应力的分布规律
3.5.2纤维表面残余热应力的分布规律
3.5.3复合材料自由端及内部区域残余热应力的分布
3.5.4复合材料潜在的破坏区域分析
3.6降温速率对复合材料内应力分布规律的影响
参考文献

4空间温度环境下碳纤维复合材料的热应力模拟
4.1复合材料的数值仿真模型
4.2空间环境温度场
4.3升温过程复合材料的热应力分析
4.3.1CF／PPESK复合材料的自由端及内部区域的热应力分布规律
4.3.2CF／PPESK复合材料内的缺陷区域对热应力分布规律的影响
4.3.3CF／PPESK复合材料与热固性复合材料热应力分布规律的比较
4.4降温过程复合材料的热应力分析
4.4.1CF／PPESK复合材料的自由端及内部区域的热应力分布规律
4.4.2CF／PPESK复合材料内缺陷区域对热应力分布规律的影响
4.4.3CF／PPESK复合材料与热固性复合材料热应力分布规律的比较，
参考文献

5碳纤维的表面性能及CF／PPESK复合材料的界面性能
5.1碳纤维原纤表面的XPS分析
5.2空气冷等离子体处理对碳纤维表面化学成分的影响
5.3等离子体处理对碳纤维表面形貌的影响
5.4等离子体处理对碳纤维浸润性能的影响
5.5等离子体处理对CF／PPESK复合材料界面ILSS的影响
5.6碳纤维／PPESK复合材料的耐湿热性能
5.7碳纤维／PPESK复合材料的界面破坏机理分析
5.8碳纤维／PPESK复合材料的界面黏结机理分析
参考文献

6Twaron纤维的表面性能及Twaron／PPESK复合材料界面性能
6.1等离子体处理对Twaron纤维表面化学组成的影响
6.2等离子体处理对Twaron纤维表面形貌的影响
6.3等离子体处理对Twaron纤维表面浸润性能的影响
6.4等离子体处理对Twaron／PPESK复合材料界面性能的影响
6.5Twaron／PPESK复合材料界面黏结机理分析
6.6Twaron／PPESK复合材料界面破坏机理分析
参考文献

7Aroms纤维的表面性能及Aroms／PPESK复合材料界面性能
7.1等离子体改性处理时间对Armos纤维表面状态的影响
7.1.1等离子体处理时间对Armos纤维表面化学组成的影响
7.1.2等离子体处理时间对Armos纤维表面形貌的影响
7.1.3等离子体处理时间对Armos纤维表面浸润性能的影响
7.2等离子体处理功率对Armos纤维表面状态的影响
7.2.1等离子体处理功率对Armos纤维表面化学组成的影响
7.2.2等离子体处理功率对Armos纤维表面形貌和表面粗糙度的影响
7.2.3等离子体处理功率对Armos纤维表面浸润性能的影响
7.3等离子体处理对Armos／PPESK复合材料界面性能的影响
7.4Armos／PPESK复合材料的耐湿热性能分析
7.5Armos／PPESK复合材料界面黏结与破坏机理分析
参考文献

8PBO纤维的表面性能及PBO／PPESK复合材料界面性能
8.1氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面状态的影响
8.1.1氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面化学成分的影响
8.1.2氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面形貌的影响
8.1.3氧气等离子体处理时间对PBO纤维表面自由能的影响
8.2氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK复合材料界面的影响
8.2.1氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK树脂基复合材料界面黏结性能的影响
8.2.2氧气等离子体处理时间对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
8.3氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面状态的影响
8.3.1氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面化学成分的影响
8.3.2氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面形貌的影响
8.3.3氧气等离子体放电气压对PBO纤维表面自由能的影响
8.4氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料界面性能的影响
8.4.1氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料界面黏结性能的影响
8.4.2氧气等离子体放电气压对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
8.5氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面状态的影响
8.5.1氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面化学成分的影响
8.5.2氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面形貌的影响
8.S.3氧气等离子体处理功率对PBO纤维表面自由能的影响
8.6氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料界面性能的影响
8.6.1氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料界面黏结性能的影响
8.6.2氧气等离子体处理功率对PBO／PPESK复合材料断面形貌的影响
参考文献

9有机纤维表面时效性分析及其对复合材料界面性能的影响
9.1Twaron纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.1.1Twaron纤维表面化学组成时效性分析
9.1.2Twaron纤维表面形貌时效性分析
9.1.3Twaron纤维表面浸润性能时效性分析
9.1.4Twaron纤维表面时效性对其增强复合材料界面性能的影响
9.2Aroms纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.2.1Armos纤维表面化学组成时效性分析
9.2.2Ail710s纤维表面形貌时效性分析
9.2.3Armos纤维表面浸润性时效性分析
9.2.4Armos纤维表面时效性对其复合材料界面性能影响
9.2.5A1T110S纤维表面时效性对其复合材料耐湿热性能的影响
9.3PBO纤维表面时效性及其对复合材料界面性能的影响
9.3.1PBO纤维表面化学组成时效性分析
9.3.2PBO纤维表面形貌时效性分析
9.3.3PBO纤维表面浸润性能时效性分析
9.3.4PBO纤维表面时效性对其复合材料界面性能及断面形貌的影响
参考文献

10PBO纤维等离子接枝环氧树脂改性及其对复合材料界面性能的影响
10.1PBO纤维表面等离子体接枝环氧树脂改性处理工艺
10.2氧气等离子体接枝环氧树脂改性后PBO纤维表面化学组成变化
10.3氧气等离子体接枝环氧树脂改性后PBO纤维浸润性能的变化
10.4氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK界面黏结性能的影响
10.5氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK断口形貌的影响
10.6氧气等离子体接枝环氧树脂改性对PBO／PPESK耐湿热性能的影响
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