稀土改性玻璃纖維方法研究

1、稀土改性玻璃纖維方法研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)通過(guò)使用稀土溶液對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)一種能夠獲得高浸潤(rùn)性能的玻璃纖維表面改性方法，以達(dá)到提升玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度的目的。研究?jī)?nèi)容：本研究包括以下幾部分：1.稀土溶液對(duì)玻璃纖維的表面改性：通過(guò)稀土溶液處理，使玻璃纖維表面吸附一定數(shù)量稀土元素，在纖維表面形成畸變區(qū)以提高纖維與基體間的結(jié)合力。本實(shí)驗(yàn)希望通過(guò)配制不同濃度稀土溶液以及不同比例稀土混合溶液，采用浸泡的方法對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行改性。2.酸堿預(yù)處理/稀土溶液對(duì)玻璃纖維表面改性：酸堿刻蝕即是酸或堿與玻璃纖維表面物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成可溶物，制造凹陷或微孔或生成大量化學(xué)鍵起錨固作用。在對(duì)玻璃纖維進(jìn)

2、行稀土溶液表面改性之前先進(jìn)行酸堿刻蝕預(yù)處理，可能會(huì)加速絡(luò)合催化作用，形成極性因素，達(dá)到表面改性的目的。3.偶聯(lián)劑、稀土混合溶液對(duì)玻璃纖維表面改性：偶聯(lián)劑可以有效提高界面的粘結(jié)性能，由于其能夠與玻璃纖維表面的硅醇基團(tuán)或其他無(wú)機(jī)填料表面的分子作用形成共價(jià)鍵，以形成良好的界面結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)將偶聯(lián)劑與稀土溶液配置成混合溶液，該溶液可能會(huì)對(duì)玻璃纖維的表面改性起到促進(jìn)作用。4.對(duì)改性后產(chǎn)品的性能檢測(cè)：對(duì)玻璃纖維進(jìn)行表面改性能夠使其更加有效地與基體復(fù)合，因此對(duì)接觸角的測(cè)量可以為我們?cè)u(píng)價(jià)浸潤(rùn)性提供依據(jù)，本實(shí)驗(yàn)擬采用停滴法測(cè)量接觸角，即在玻璃纖維織布上滴加一微小液滴，測(cè)量其2r以及h，通過(guò)公式：計(jì)算其接觸角。同時(shí)

3、還可以將樣品進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變性能測(cè)試、導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試、電阻率測(cè)試、SEM以及EDS的測(cè)試。主要問(wèn)題：1. 稀土溶液對(duì)玻璃纖維最佳改性條件的尋找。2. 停滴法測(cè)量玻璃纖維接觸角誤差的優(yōu)化。3. 稀土改性玻璃纖維理論支持。技術(shù)路線(xiàn)：附錄：實(shí)驗(yàn)1：篩選改性效果優(yōu)秀的稀土元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2：序號(hào)稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wt%）溶液反應(yīng)時(shí)間（h）玻璃纖維反應(yīng)溫度A01鈧1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A02釔1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A03鑭1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A04鈰1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A05鐠1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A06釹1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A07釤1.00乙醇2

4、4中堿玻璃纖維室溫A08銪1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A09釓1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A10鋱1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A11鏑1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A12鈥1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A13鉺1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A14銩1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A15鐿1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫A16镥1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫實(shí)驗(yàn)2：將篩選出來(lái)的稀土元素進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，確定縮小最佳改性條件范圍：序號(hào)稀土元素1稀土元素2質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液反應(yīng)時(shí)間玻璃纖維反應(yīng)溫度偶聯(lián)劑酸堿處理A？-1？-0.10乙醇24中堿玻璃纖維室溫-A？-2？-1.00水24中堿玻璃

5、纖維室溫-A？-3？-1.00乙醇48中堿玻璃纖維室溫-A？-4g？-1.00乙醇24高堿玻璃纖維室溫-A？-4w？-1.00乙醇24無(wú)堿玻璃纖維室溫-A？-5？-1.00乙醇24中堿玻璃纖維100-A？-6a？-1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫0.1%KH-550-A？-6b？-1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫0.5%KH-550-A？-6c？-1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫1.0%KH-550-A？-7？1.00乙醇24中堿玻璃纖維室溫-A？-8s1？-2.00乙醇25中堿玻璃纖維室溫-鹽酸處理A？-8s2？-2.00乙醇25中堿玻璃纖維室溫-醋酸處理A？-8j？-2.00乙醇25中堿玻

6、璃纖維室溫-火堿處理A？-8j？-2.00乙醇25中堿玻璃纖維室溫-小蘇打處理實(shí)驗(yàn)3：根據(jù)實(shí)驗(yàn)2，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行放大，確定最佳改性條件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程使用到的藥品及器械：藥品類(lèi)：序號(hào)藥品1氯化鈧2氯化釔3氯化鑭4氧化鑭5氯化鈰6氯化鐠7氯化釹8氯化釤9氯化銪10氯化釓11氯化鋱12氯化鏑13氯化鈥14氯化鉺15氯化銩16氯化鐿17氯化镥18鹽酸19醋酸20氫氧化鈉21碳酸氫鈉22KH-550偶聯(lián)劑23無(wú)水乙醇24丙酮25無(wú)堿玻璃纖維26中堿玻璃纖維27高堿玻璃纖維器材類(lèi)：序號(hào)器材1燒杯2試劑瓶3試管4移液管5滴管6藥匙7鑷子8濾紙9稱(chēng)量紙10口罩11手套12鐵架臺(tái)13pH試紙14剪刀15游標(biāo)卡尺儀器類(lèi)：序號(hào)儀器1電子天平2磁力加熱套3烘箱