凯芙拉纤维增强尼龙6复合材料的制备及其性能

第1章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 芳纶纤维的发展现状 4 1.3 芳纶纤维的结构与性能 5 1.3.1 芳纶纤维的结构与形态 5 1.3.2 芳纶纤维的分子结构 7 1.3.3 芳纶纤维的特性 9 1.4 复合材料界面研究现状 10 1.5 凯芙拉纤维表面改性技术国内外研究现状 17 1.5.1 表面涂层法 18 1.5.2 γ射线辐射方法 18 1.5.3 等离子体表面改性技术 19 1.5.4 超声浸渍改性技术 21 1.5.5 化学改性技术 23 1.6 本书主要内容 28 1.7 本书的特色和创新之处 29 第2章 试验方法 31 2.1 原料与试剂 31 2.2 表面处理与标定 32 2.2.1 凯芙拉纤维的表面预处理 32 2.2.2 凯芙拉纤维的水解 32 2.2.3 凯芙拉纤维表面官能团的滴定 33 2.3 凯芙拉纤维表面稳定化及其阴离子接枝尼龙6 33 2.3.1 凯芙拉纤维表面己二酰氯改性及己内酰胺稳定化处理 33 2.3.2 凯芙拉纤维表面异氰酸酯改性及己内酰胺稳定化处理 34 2.3.3 凯芙拉纤维表面阴离子接枝尼龙6 34 2.4 复合材料的制备 35 2.5 试样制备及力学性能测试 35 2.5.1 拉伸试样 35 2.5.2 弯曲试样 35 2.5.3 冲击试样 35 2.6 测试设备及测试条件 36 2.6.1 红外光谱分析 36 2.6.2 扫描电子显微镜（ESEM）测试 36 2.6.3 X光光电子能谱分析（XPS） 36 2.6.4 差示扫描量热法（DSC） 36 2.6.5 偏光显微镜观察（PLM） 37 第3章 凯芙拉纤维表面阴离子接枝尼龙6的方法与表征 38 3.1 引言 38 3.2 KF表面阴离子接枝PA6的设计 40 3.2.1 KF表面酰氯化及阴离子接枝PA6的反应历程 41 3.2.2 KF表面异氰酸酯化及阴离子接枝PA6的反应历程 42 3.3 KF表面预处理样品红外表征 44 3.3.1 水解前后样品的红外表征 44 3.3.2 不同时间的水解样品的红外表征 45 3.4 KF表面酰氯化、己内酰胺封端及阴离子接枝PA6的方法与表征 46 3.4.1 KF表面酰氯化及己内酰胺封端稳定化样品的红外表征 46 3.4.2 KF1A接枝反应的条件与规律 47 3.4.3 KF1表面形貌观察 48 3.4.4 KF1表面化学组成分析 50 3.4.5 KF1表面化学结构分析 51 3.5 KF表面异氰酸酯化、己内酰胺封端及阴离子接枝PA6的方法与表征 54 3.5.1 KF表面异氰酸酯化及己内酰胺封端稳定化样品的红外表征 54 3.5.2 KF2A接枝反应的条件与规律 54 3.5.3 KF2表面形貌观察 56 3.5.4 KF2表面化学组成分析 57 3.5.5 KF2表面元素分析 57 3.6 本章小结 59 第4章 尼龙6/凯芙拉纤维复合材料结晶行为 61 4.1 引言 61 4.2 PA6/KF复合材料等温结晶动力学参数分析 64 4.2.1 阴离子接枝PA6对等温结晶速率和结晶度的影响 65 4.2.2 阴离子接枝PA6对晶体生长方式和成核方式的影响 71 4.3 PA6/KF复合材料非等温结晶行为分析 75 4.3.1 成核剂的影响 76 4.3.2 冷却速率的影响 78 4.4 本章小结 79 第5章 尼龙6/凯芙拉纤维复合材料熔融行为的影响 81 5.1 引言 81 5.2 纯PA6等温结晶的熔融行为 83 5.3 PA6/KF0复合材料等温结晶的熔融行为 86 5.4 PA6/接枝改性KF复合材料等温结晶的熔融行为 88 5.4.1 PA6/KF1复合材料等温结晶的熔融行为 88 5.4.2 PA6/KF2复合材料等温结晶的熔融行为 90 5.5 PA6/KF复合材料非等温结晶的熔融行为 91 5.6 本章小结 95 第6章 尼龙6/凯芙拉纤维复合材料的界面结晶效应 96 6.1 引言 96 6.2 尼龙6的结晶行为 100 6.3 凯芙拉纤维的成核作用 102 6.4 界面处理对横晶生长能力的影响 105 6.4.1 界面结构 105 6.4.2 界面结晶能力 106 6.5 本章小结 110 第7章 尼龙6/凯芙拉纤维复合材料力学性能与破坏形态 111 7.1 引言 111 7.2 界面性质对其复合材料力学性能的影响 113 7.2.1 界面黏结机理 113 7.2.2 复合材料力学性能 115 7.3 复合材料断裂机理 116 7.3.1 拉伸破坏机理 117 7.3.2 弯曲破坏机理 118 7.3.3 冲击损伤机理 118 7.4 KF表面性质对其复合材料破坏形态的影响 120 7.4.1 复合材料的拉伸破坏形态 121 7.4.2 复合材料的弯曲破坏形态 123 7.4.3 复合材料的冲击破坏形态 125 7.5 本章小结 127 第8章 结论 129 参考文献 132 索引 149