【环氧板】的材料

【环氧板】材料

界面层是环氧板材料中连接基体和增强体的重要组成部分。界面层材料主要是指复合材料中需单独制备的,用于作界面层的材料。由于其厚度较薄，一般为纳米或亚微米级，因而称其为低维材料。界面层占整个复合材料的体积比不到10%，但它却是决定复合材料力学性能、抗环境侵蚀性能的关键因素之一-. 因此，了解界面层材料及其性能对界面层设计有重要作用。

对于环氧板材料,界面层材料主要是用来增强基体和增强体的结合力。不同类型的聚合物基体和增强体需选用不同类型的界面层材料。对于金属基复合材料，界面层主要用来防止增强体和基体的过度反应,不同的复合体系也需选用不同的界面层。这将在第9章中做详细介绍。对于陶瓷基复合材料，界面层材料主要选用层间结合力较弱的材料，以提高复合材料韧性。不同类型的基体和增强体的界面层材料具有较高的统一性，因而本节主要介绍用于陶瓷基复合材料的弱界面层材料。

具有层状晶体结构的材料层间结合力较弱，当裂纹扩展至材料的层面时，可使裂纹发生分义，改变裂纹扩展方向，起到明显的增韧效果。因此，这种材料是较为理想的界面层材料。具有层状品体结构的材料主要有石墨结构的热解碳(ryC)和六方BN.部分氧化物如层状硅酸下面分别对其进行介绍。节可高的六方朝酸盐等也具有层状结构此外，还有一些非层状明结合的氧化物界面层。

UHMW PE是- 种线性聚乙烯，通常分子链上无支链。 此外，有研究表明,聚合物链的分子末端是形成纤维结构缺陷的主要原因，即分子链末端越多，结构缺陷越多,纤维性能就会越差。因此,对于同样质量的聚合物，相对分子质量增大,分子链末端缺陷减1，纤维强度增加。而UHMW - PE相对分子质量较大,故其分子链末端缺陷少,纤维的强度较高。

UHMW PE纤维 可采用凝胶纺丝工 艺和超信拉伸技术制得。纺丝前，需选用合适的溶剂来溶解，制备出流动性和可纺性较好的纺丝液。这是因为UHMW - PE在没有溶剂存在的条件下，即使温度高于熔点数+摄氏度，仍然没流动性，无法加工成型。溶剂可选用十氢萘、矿物油、石蜡油或煤油等。纺丝时采用干喷纺丝工艺，即纺丝液从喷丝孔喷出以后，先进入一段几厘米的空气层,再进人凝固浴冷却成凝胶丝条。凝胶丝条内有大量溶剂和微孔残留，若想得到高性能的UHMWPE纤维，还需对凝胶丝条进行超倍拉伸。

超倍拉伸是指将凝胶原丝拉伸至原来长度的几十倍，甚至数百倍。超倍拉伸可使原有折叠链结晶解体成为伸直链结晶,纤维转变为无定形区均匀分散在连续的伸直链结晶基质中的结构，从而发挥出纤维高强高模的优异特性。-般而言,拉伸倍率越高,纤维的力学性能越好。UHMW一PE纤维除具有优异的力学性能外，还具有原料价廉，良好的耐光性、耐化学腐蚀、抗冲击、耐疲劳及良好的介电性能等优点，这决定了其广泛的应用。

UHMW PE纤维耐磨性性能优异，是普通聚乙烯的数十倍以上，比碳钢、黄铜还耐磨数倍，居塑料之首。G时.UHMW PE纤维还具有优异的耐疲劳性能。 因此.UHMW PE 纤维可以制成各种高强绳索。又由于其密度低于海水、耐化学腐蚀、耐紫外线，故可制成海洋环境用的绳缆,其不会沉人水面制备的树脂基环氧板材料也可用于远程帆

UHMWPE纤维具有优良的吸收冲击能量的能力。其密度较小，因而比吸收能较大。相比而言,UHMW - PE纤维复合材料的比吸收能是E -玻璃纤维复合材料的2倍，是芳纶纤

维和碳纤维环氧板材料的3倍。此外,其还具有良好的纤维加工性。因此,UHMW PE纤维在防弹头盔、警用盾牌、防弹运钞车、防弹衣、坦克装甲、耐切割服等领域具有重要用途。

UHMW-PE纤维反射雷达波数较少,其增强的复合材料的介电常数和介电损耗值低,对电磁波的透射率高于玻璃纤维复合材料，较适合于制造雷达罩、光纤电缆加强芯等构件。

UHMW - PE纤维的主要缺点是耐温性较差。-般聚乙烯的熔点为134 C,高度取向的UHMW- PE纤维熔点- -般在150 "C左右。在温度低于100 C时,UHMW - PE纤维的强度高于芳纶纤维,而高于100 C时则低于芳纶纤维。但UHMW - PE纤维在低温时强度和模量有所提高,有研究表明其在一30 °C时，强度可提高30%。因此,UHMW -PE纤维主要在常温和低温下使用，一般使用温度不超过100 C。此外,UHMW- PE纤维的表面能低，不易与树脂基体黏结，作为增强材料时，还需对纤维表面处理，以提高纤维与基体的黏合性。

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