论文部分内容阅读
石英纤维(QF)/含硅芳炔树脂(PSA)复合材料是一种新型耐高温透波材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。由于含硅芳炔结构刚性较强,韧性不佳,极性较弱,与石英纤维复合后存在界面性能不匹配的问题。本文设计合成了一种结构中含端炔的芳基硅烷偶联剂AG-2,以(4-溴苯基乙炔基)三甲基硅烷和氯代三甲氧基硅烷为原料合成AG-2,研究反应体系温度、脱保护试剂及反应时间对产物AG-2的影响,并应用红外光谱和核磁共振表征了偶联剂的化学结构。测试偶联剂AG-2处理前后复合材料力学性能的变化,考察其界面改性效果。探讨了偶联剂溶剂、处理工艺、作用时间、浓度、储存时间等影响偶联剂改性效果的因素,以除水THF为溶剂,采用前处理法浸胶,当偶联剂AG-2浓度为1.5wt%-2.0wt%,处理时间为1h,改性后复合材料ILSS与未处理的相比增加最大,可提升超过35%。运用TGA、DSC、XPS、SEM、AFM、FT-IR、表面能分析等手段表征了偶联剂与纤维、树脂的相互作用：偶联剂AG-2水解,与QF表面发生化学键合,在QF表面引入非极性官能团,增加了QF的表面能,改善PSA与QF的浸润性,增强了物理机械作用。模压成型过程中偶联剂AG-2参与PSA固化反应,起到两相界面“桥梁”作用,从而实现复合材料界面改性的目的。同时考察了偶联剂AG-2的耐热性能,其在200℃的热裂解残留率达80%。并对偶联剂AG-2改性前后石英纤维/含硅芳炔复合材料高温力学性能进行了考察,实验结果表明：250℃下ILSS较空样可提高了33%左右,但与常温相比下降超过6%；弯曲强度较空样提高了35%左右,但与常温相比下降了超过8%；弯曲模量没有明显的变化。用SEM观察常温和高温下偶联剂AG-2处理前后复合材料断裂形貌的变化,结果表明高温下复合材料的界面粘结强度有所下降,偶联剂的加入使界面的粘结力提高,但效果不如常温。