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纤维增强聚合物

为优化纤维和基体塑料之间润湿粘附的接触角与表面张力测量

包埋玻璃、矿物或碳纤维的塑料被赋予新特性,如提高拉伸强度、断裂强度和导电率,同时材料能具有低的密度。由于材料形式灵活多样,纤维增强聚合物的新应用领域不断产生。

纤维包埋往往是表面化学的一个挑战,因为许多纤维遇到塑料熔体或固化剂后润湿性变差。单纤维或纤维束接触角测量以及基质塑料的表面表征可优化纤维的涂覆和包埋工艺。

纤维增强塑料的典型应用领域

  • 汽车和飞机制造
  • 体育器材
  • 印刷电路板
  • 人造木材
  • 轻质建筑结构

纤维涂覆和包埋的接触角测量

被塑料基体包埋前,通常要对纤维进行预涂层处理,涂覆材料类似于塑料基体。例如,碳纤维在被环氧基质包埋前通常涂有环氧树脂,这会让纤维和涂层之间以及涂层和基体之间产生新界面。我们的力学法张力仪 – K100通过接触角分步测量能对上述界面进行研究。

单纤维测量仪力学法张力仪 – K100SF在接触角的基础上可测量纤维的润湿,它能对润湿力进行精确测量,甚至可对只有几微米直径的碳纤维测量。因此,用我们的测量设备可在非常早的阶段进行质量检查,即包埋纤维被编织成束前。而采用Washburn法可进行编织成束以后的检查,并可研究异构纤维复合材料。

粘附力和长期稳定性的研究

除了初始润湿度以外,纤维和基质塑料之间的粘附力也非常关键。粘附力可通过分别测量纤维的表面自由能和固化剂的表面张力来计算,也可通过被热塑性塑料包埋的聚合物熔体来测量。

纤维和基体之间的界面张力是分别研究各相的进一步结果,它是粘合固有不稳定性的量度,应保持尽可能低,以确保包埋的稳定性。

KRÜSS应用报告

AR271:采用单纤维接触角测量仪测量碳纤维的润湿性 - 可行性研究

可采用K100SF单纤维接触角测量仪测量碳纤维上非常低的湿润力,具有显著差异的接触角平均值能定量表示纤维的润湿性。

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