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机织层压类柔性复合材料界面粘接性能的研究

作　者: 兰竹
导　师: 陈南梁
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 柔性复合材料剥离强度涤纶基布前处理底涂工艺改性碳酸钙介质溶液热空气老化
分类号: TB33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

以机织物为增强体的柔性复合材料具有较高的强度、模量及尺寸稳定性,在近几年里有了广阔的发展空间和应用前景,不仅广泛应用于汽车蓬盖,广告灯箱布,充气筏等领域,而且开始应用于环保的科技产品。在实际使用过程中,我国柔性复合材料普遍存在界面剥离强度差的现象,尤其是层压和压延类产品,随着使用时间的推移经常会出现界面粘合不佳,甚至会出现增强基布与基体相分离的情况,致使产品力学性能降低,易吸湿,严重影响了其使用寿命,也制约了我国柔性复合材料在国际舞台的发展。因此,如何提高柔性复合材料界面的粘接强度即抗剥离性能,是值得关注和思考的一个紧迫问题。本课题以涤纶平纹机织布为增强体,利用热熔层压将其与聚氯乙烯(PVC)薄膜复合,借鉴现有的界面粘合理论,根据影响界面粘接强度的三要素:润湿性、反应性、界面残余内应力,来研究如何提高涤纶增强基布与聚氯乙烯薄膜之间的界面粘接强度即抗剥离性能,最后本课题还研究了湿热老化对界面粘接性能的影响。首先,针对涤纶增强基布表面的弱界面层和浸润性,研究不同前处理方法对柔性复合材料界面粘接性能的影响。研究表明:由于表面油剂杂质的去除,及表面粗糙程度增加,前处理不但提高了柔性复合材料界面剥离强度,而且提高了其拉伸强度,但劣化了其撕裂性能。对于以机织物为增强体的柔性复合材料,底涂工艺粘合剂的使用必不可少。结合数学方法,对底涂工艺中增粘助剂做了较为详尽的实验分析,并对底涂工艺进行了优化设计。研究表明:增粘助剂用量、底涂层的烘培温度、烘培时间对界面剥离强度都有不同程度的影响,影响程度从大到小为:增粘助剂用量＞烘培时间＞烘培温度。通过正交试验法,得到最佳组合方案为:增粘助剂用量2.0%,烘培时间40s,烘培温度140℃。从减小界面残余内应力为出发点,在底涂工艺中加入改性碳酸钙来降低膨胀系数。利用硬脂酸对碳酸钙进行超声波改性,通过吸油值,沉降指数,活化指数,接触角来考察改性效果,最终确定硬脂酸改性的最佳用量为2.0%。改性碳酸钙不但能够增强其界面剥离强度,而且具有“增韧补强”的效果。最后研究了不同的介质溶液及热空气老化对柔性复合材料界面粘接性能的影响。研究表明:高温能够加速柔性复合材料在不同介质中的老化,并且介质的种类和属性也能影响其界面的粘接强度。不同温度的热空气老化对界面粘接效果也有不同程度的影响。本文所做的工作及得到的一些结论有助于柔性复合材料界面性能的研究,并对实际生产具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-22
  1.1 柔性复合材料概述  11-12
  1.2 柔性复合材料的应用发展  12-13
  1.3 复合材料界面粘接性能的研究  13-20
  1.4 课题研究目的  20
  1.5 课题研究内容  20-22
第二章涤纶基布前处理对界面粘接性能的影响  22-31
  2.1 引言  22
  2.2 实验部分  22-24
  2.3 不同前处理方法对柔性复合材料界面性能的影响  24-27
  2.4 不同前处理方法对柔性复合材料力学性能的影响  27-30
  2.5 小结  30-31
第三章底涂工艺对界面粘接性能的影响  31-44
  3.1 引言  31-34
  3.2 实验部分  34-35
  3.3 底涂工艺参数分析  35-39
  3.4 底涂工艺的优化选择  39-43
  3.5 小结  43-44
第四章改性碳酸钙对界面粘接性能的影响  44-58
  4.1 引言  44-45
  4.2 实验部分  45-46
  4.3 改性碳酸钙的测试和表征  46-47
  4.4 超声波硬脂酸改性机理  47-49
  4.5 硬脂酸改性剂用量的确定  49-52
  4.6 柔性复合材料力学性能及改性碳酸钙最佳填充量分析  52-57
  4.7 小结  57-58
第五章不同介质环境下老化对界面粘接性能的影响  58-71
  5.1 引言  58-60
  5.2 实验部分  60-61
  5.3 实验结果与讨论  61-69
  5.4 小结  69-71
第六章不同温度热空气老化对界面粘接性能的影响  71-78
  6.1 引言  71-72
  6.2 实验部分  72
  6.3 实验结果与讨论  72-77
  6.4 小结  77-78
第七章总结  78-81
  7.1 课题研究结果  78-79
  7.2 课题的不足与展望  79-81
参考文献  81-85
附录部分实验数据  85-90
攻读硕士期间发表的论文  90-91
致谢  91

机织层压类柔性复合材料界面粘接性能的研究

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