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该论文研究了高强聚乙烯纤维(HSPE)和碳纤维增强合材料的界面,包括三部分的内容1.HSPE纤维具有优良的力学性能和物理化学性能,作为复合材料的增强纤维其有广阔的前景,但由于聚乙烯的化学惰性使该纤维与基体树脂的粘合性差,从而影响应力的传递.为克服这一缺陷,众多者提出了数种表面处理的方法,基中尤其以化学氧化法最有可能实现工业化.但化学氧化在提高HSPE纤维表面性能的同时,又使纤维力学性能下降,该文系统地研究了化学氧化的各种影响因素.得到了可以较大程度提高界面粘合性又同时可以减少纤维强度损失的氧化工艺.在此基础上,将多功能团化合物,如二乙烯三胺,通过化学共价键结合到氧化纤维表面,从而可以大幅度提高HSPE纤维与基体树脂的界面粘合性.采用FTIR红外光谱、SEM、DSC、化学分析、沉浮实验、单纤维复合材料的微脱粘实验等现代复合材料研究方法,系统深入地研究了氧化纤维及官能团化纤维的表面化学、官能团含量、润湿性、表面形态、力学强度、结晶度、与环氧树脂的界面粘合强度,以及这些性能与氧化条件及多功能团化合物种类的关系.2.粘胶基碳纤维增强复合材料,由于主要应用于军事及航空工业,因此有关其复合材料界面工程的以研究及报导极少.该文系统地研究了粘在碳纤维连续式电化学表面处理的工艺,包括小型设备的设计与制造、电解质及其溶液、电流强度、停留时间等工艺参数的选择.采用SEM、化学分析、液体吸重法、S-S曲线测定、复合材料三点短梁弯曲等方法,研究了纤维表面形态、活性官能团含量、浸润性、力学等性能及与酚醛树脂的界面粘合性等性能,以及这些性能与电化学氧化处理条件的关系.3.PAN基碳纤维是最常用的碳纤维,其工业生产线上一般采用电化学氧化作为表面处理工艺,但若处理程度太深,其力学性能会大幅度下降.为不影响碳纤维的力学性能,又能较大幅度提高其复合材料的界面粘合强度,该文发明了一种新的方法,在电化学氧化碳纤维的表面引入多功能团化合物,如多胺基化合物,使其在纤维与基体树脂间形成化学键桥,从而大幅度提高复合材料层间剪切强度.经过一系列多胺基化合物的试验,采用Fragmentation测定碳纤维与环氧树脂间的界面剪切强度,得到如下重要结论:多胺基化合物引入到碳纤维表面可以大幅度提高其复合材料界面粘合强度,未处理纤维ILSS值为7.61Mpa,电氧化表面处理纤维的ILSS值为12.84Mpa,引入多功能团胺基化合物后ILSS提高至14.83-31.50Mpa,特别是芳族多胺基化的效果较好.