通过聚多巴胺和SiO2提高UHMWPE纤维和环氧纤维之间的界面性质2通过表面修饰改造
Nengjun Ben1, Sulun Jiang2, Liping Zhao3
1Intelligent agricultural equipment collaborative innovation center of Ministry of Education, Yancheng Polytechnic College, South Jiefang Road No. 285, Yancheng, 224051, PR China.
ChemistryOpen
|October 26, 2024
概括
这项研究提高了超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 纤维粘附性,使用聚多巴胺 (PDA) 和环氧改性纳米粒子 (M-SiO2). 这种新的方法显著改善了UHMWPE/环氧复合材料的机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 纤维在复合材料中表现出较差的界面粘附性.
- 增强纤维矩阵界面粘附对于提高复合材料性能至关重要.
研究的目的:
- 通过结合多巴胺自我聚合和环氧改性 (M-SiO2) 接种,提高UHMWPE纤维的界面粘附性.
- 研究一阶段和两阶段的M-SiO2纳米颗粒对UHMWPE纤维的接种技术的有效性.
主要方法:
- 聚多巴胺 (PDA) 在UHMWPE纤维表面的沉积.
- 使用一步和两步方法将M-SiO2纳米颗粒植入PDA修改的UHMWPE纤维上.
- 表面形态 (SEM),热特性 (TGA) 和湿度 (动态接触角度) 的表征.
- 通过微结合测试评估UHMWPE/环氧复合材料的机械性能和界面剪切强度 (IFSS).
主要成果:
- 证实了PDA和M-SiO2纳米颗粒对UHMWPE纤维表面的成功粘附.
- 用PDA和M-SiO2修改的UHMWPE/环氧复合材料显示,机械性能得到了43.7%的改善.
- 一步式方法的结果是,与未经修改的UHMWPE纤维 (2.47 MPa) 相比,6.08 MPa的界面剪切强度 (IFSS) 显著更高.
结论:
- PDA涂层和M-SiO2接种的结合方法有效地增强了UHMWPE纤维的界面粘附.
- 一步接种方法在最大限度地提高复合材料应用的接口特性方面特别有效.
- 这种表面改造策略为开发高性能UHMWPE基复合材料提供了一个有前途的途径.
