玻纤表面动态润湿行为研究

     
       本文基于Wilhelmv法提出采用线性回归处理计算玻纤与浸润液体动态接触角的新方法，结合高精度电子天平表征玻纤表面动态润湿性能，分析了玻纤表面的动态润湿行为。不仅测试了不同深度参数模式下玻纤与浸润液体的动态接触角，而且重点讨论了润湿速度对动态接触角及不同黏度的润湿液体浸润能力的影响，同时分析了新测试方法中动态接触角与润湿系统中各参数与物理量的关系，为复合材料及其制备成形提供了理论依据与实际指导。
 
       两种流体同时与固体接触，在三相交接处会形成三相接触线，动态润湿是伴随三相接触线移动、流体替换和三相界面发生变换的过程。动态接触角是动态润湿过程中的接触角，主要衡量液相动态润湿固相的能力，反应了固液两相相互作用的信息，是衡量润湿性能的重要指标。复合材料制备过程中，界面作为复合材料的重要组成部分，决定着基体与增强材料之间的应力传递，对复合材料的剪切和断裂性能具有重要影响，优良界面的形成是获得高性能复合材料的关键之一，而纤维增强树脂基复合材料中，树脂基体对纤维的浸润性决定其复合材料的性能，纤维与树脂间良好的润湿与黏附作用是形成高强度界面的前提。赵艳文等采用双真空灌注工艺提高了树脂对纤维的浸润能力，改变了复合材料中碳纳米管分布，提高了层板性能。Tran等通过对椰壳纤维的浸润性分析，研究了其与基体的界面相容性，并应用于椰壳纤维作为增强体的复合材料中。润湿过程中，当液固界面取代气固界面时形成前进接触角，当气固界面取代液固界面时形成后退接触角。动态接触角的值并不是唯一的，到目前为止，获取固液相互作用的信息，研究润湿性对动态接触角测量的应用较多，但速度依赖性则常常被忽略。相关文献报道的Wilhelmv法测量动态接触角实验中，均未考虑这一效应，同时基于传统Wilhelmy法的测量系统中常常忽略浮力及黏滞力的影响。而事实上，纤维与液体尤其是与高黏度聚合物的接触速度对动态接触角的测定值影响很大，在Wilhelmv法测量动态接触角的过程中，纤维在水中的上下运动属于被迫移动的动力学。

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