Влияние обработки поверхности на механическое и термическое поведение полисульфона, армированного стеклотканью

Исследована химическая структура поверхности стеклянных волокон, включая силанизированные волокна. Высокоэффективные теплостойкие композиционные материалы получены путем пропитки силанизированной стеклоткани раствором полисульфона; изучено влияние модифицирования поверхности стеклянных волокон на физические, механические и теплофизические свойства композиционных материалов. В результате исследования установлено, что соотношение волокон и полимера 70/30 мас.% обеспечивает наилучшие механические свойства композитов, армированных предварительно термообработанными и силанизированными стеклянными волокнами. Установлено, что химическая обработка стеклянных волокон силанами позволяет повысить механические свойства в 1,5 раза по сравнению с композитами, армированными исходными волокнами. Показано, что применение силановых связующих повышает термическую стабильность композитов. Выявлены механизмы улучшения межфазного взаимодействия между стеклянными волокнами и полимерной матрицей. Показано, что повышение адгезии происходит как за счет равномерного распределения полимера на поверхности стеклянных волокон, так и за счет улучшения смачиваемости волокон полимером. В межфазной области формируется взаимопроникающая сетка, обеспечивающая химическую связь между функциональными группами на поверхности стеклянного волокна и полимерной матрицей, которая образуется в результате обработки поверхности стеклянного волокна силанами. Показано, что при обработке аминопропилтриэтоксисиланом на поверхности волокон образуются значимые количества функциональных непротонированных аминогрупп NH+/NH2+; такие свободные аминогруппы, ориентированные от поверхности волокна наружу, образуют прочные связи с полимером матрицы. На основании экспериментальных данных идентифицирована химическая структура интерфейса полимер/стеклянное волокно.