桂林玻璃钢化粪池,纤维增强材料表面性能的表征

纤维表面性能的表征，不但对了解复合材料界面粘结过程机理有重要的意义，而且是正确评定一种表面改性方法优劣的直接根据，所以对纤维处理前后的表面性能，都要进行表征。

一、纤维表面性能和浸润性的关系sm

增强材料与基体之间浸润性的好坏，对复合材料性能影响很大。一般说来，浸润性好，界面粘结就比较好，强度较高。如果完全漫润，仅树脂在界面上分子间的范德华作用力所产生的粘结强度，比树脂自身的内聚能还要大。良好的粘接界面，能很好地传递应力，材料就有较好的力学性能。如果浸润不好，界面上留有空隙，这不仅没有一个良好的粘结界面来传递应力，而且成为应力集中源，使材料性能变差。增强剂与基体间的浸润好坏，主要决定于两者表面张力的差值和界面张力的大小，如下式所示：Y式中，Y.为固体的表面张力，Y1为基体液体的表面张力，Y.r为固液间的界面张力，e为接触角。如果Y，>Y，Y.-Y=Y1，则cos6=1，e=O°，两者完全浸润。同时，也可以依上式推算出浸润的性能情况。

二、表面能和浸润能的测定

根据上述讨论可知，复合材料基材和增强材料之间的粘结性能，取决于它们的表面能及浸润性，为此进行这两个性能指标的测定，是十分重要的。现将有关测定方法和结果简介如下

（一）纤维表面能的测定

1.浸润剂表面张力的测定

对于表面能较低的纤维，其表面能可以利用浸润临界表面张力的测定方法。这种方法是测定出纤维在各种测试液中的接触角，然后以cose对各种液体的表面张力作图，并外推到cose=1时所对应的液体表面张力值，即为纤维的浸润临界表面张力。表2-55示出各种测试液的表面张力Y,极性分量Y'和色散分量Y。图2-50示出了测定高强玻璃纤维的浸润临界表面张力时的实验结果和处理方

法。如何测定纤维在各种测试液体中的接触角，是这种测试方法的关键。通常使用微天平米测定出单丝从液休中拔出时的浸润力，然后按下式求出：Fcose =pY:

式中e——接触角（度），

F——纤维从液体中拔出时所测得的浸润力（达因）；

P——纤维的周长（厘米）；

Y1——测试液的表面张力（达因/厘米）。

必须指出，这种测试方法求出的浸润临界表而张力值，与所用测试液的极性与否，以及氢键的存在与否等因素都有密切的关系。