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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有与碳纤维、芳纶相近的高强度特性,在伸长性能上优于碳纤维,可以用来开发高强抗形变复合板材,但是UHMWPE纤维与环氧树脂等基体的直接复合性能较差。本论文以线密度1.21dtex、长度38mm的UHMWPE纤维制成的30Ne/2纱线为材料,采用电晕处理、重铬酸钾溶液、H2O2溶液和硅烷偶联剂处理中的一种或两种方法对纱线进行表面处理,进一步制成UHMWPE/热固性环氧树脂复合材料,并分析研究了处理前后的纤维形态与性能、复合材料性能。所得到如下研究结论:(1)纱线表面改良后,质量减重率在-4.375%25.625%范围内,直径减小率在-0.272%10.626%范围内。其中,电晕在一定程度上受到时间间隔限制,其处理后纱线质量和直径变化不大;硅烷偶联剂因其表面接枝反应,使处理后纱线质量和直径不减反增,其质量增加了4.375%,直径增加了0.272%;单一处理时,按照重铬酸钾:水:浓硫酸的质量比为7:12:130配制重铬酸钾溶液,纱线可得到最小质量4.76×10-4g,在此配比溶度的重铬酸钾溶液下再添加KH-550硅烷偶联剂,可得最小直径0.328mm。(2)在各种处理工艺中,力学损耗率在-9.003%48.624%范围内。以重铬酸钾:水:浓硫酸的质量比为7:12:80或用浓度30%H2O2:水的质量比为70:30配比溶液时,纱线才能保持良好的力学性能,当重铬酸钾和H2O2溶液的浓度增大后,纱线的力学损耗加大,最大可达48.624%;硅烷偶联剂处理后,力学损耗-9.003%为负值,表明KH-550硅烷偶联剂处理可提高UHMWPE纱线的力学性能,最大断裂强度为6321.74cN。(3)处理后纱线接触角均有较大程度的减小,其减小率为6.482%30.854%。按照浓度30%H2O2:水=70:30配比H2O2溶液,并用KH-550硅烷偶联剂处理UHMWPE纤维后,纱线的动态接触角最小是83.594°,此时UHMWPE纤维与树脂间的浸润性和界面粘结强度得到最大限度的提升和增强。(4)改良处理后基材的含进率为69.620%78.978%,含进率增加表明UHMWPE纤维与环氧树脂的渗透能力增强。在单一处理时,按照重铬酸钾:水:浓硫酸质量比为7:12:130配比溶液可得到最大含进率78.978%,此处理方法处理后UHMWPE纤维与基体间的渗透性最好。(5)改良处理工艺可有效清除或者强化UHMWPE短纤维纱线中纤维的弱边界层,使惰性表面层活化,并且增加UHMWPE纤维的润湿性、粗糙性、机械咬合性及化学反应活性等性能。重铬酸钾和H2O2可以有效增加UHMWPE纤维表面粗糙程度和含氧官能团的含量,可以通过表面粗糙化的机械啮合力和含氧官能团之间的相互作用力,使UHMWPE纤维与热固性环氧树脂之间的界面粘结强度提高。但是它们提高纤维与基体间的粘附性要以UHMWPE纤维强度损失为代价;KH-550硅烷偶联剂可在改善UHMWPE纤维表面粘结性的同时提高纤维的力学性能,使纤维与基体间的增强效果增大11.255%。