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新疆理化所在玄武岩纤维增强高分子复合材料界面脱粘研究领域取得进展

2021-04-04新疆理化技术研究所

高科技纤维与应用 2021年5期
关键词:界面

玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石为原料,通过熔融拉丝工艺制备的高性能纤维材料,因具有无毒、力学性能优异、耐腐蚀等优点,已经被广泛用于制备纤维增强高分子复合材料(FRP)并被用于交通、建筑等多个领域。在FRP中,纤维表面与基体之间形成的区域称之为界面,其主要作用是将外界负载通过界面由高分子基体传递至纤维,从而使FRP的宏观性能得到显著提升。界面的结构和性质对于应力传递过程尤为重要,而纤维和基体之间的界面脱粘是导致FRP结构破坏的主要因素,因此建立FRP材料界面脱粘预警和监测技术对于评价材料的寿命及服役行为具有重要意义。

近期,中科院新疆理化所环境科学与技术研究室科研人员建立了一种用于监测玄武岩纤维增强高分子复合材料界面脱粘研究的新方法。科研人员发现具有聚集诱导发光(AIE)效应的有机小分子四-(4-硝基苯)乙烯(TPE-4N)具有荧光“开关转换”的特性:材料以结晶态形式存在时几乎不发光,但在研磨转变为非晶态后发出强烈的绿色荧光,而且该小分子在玻璃、金属等表面上具有优异的成膜性能。基于上述现象,科研人员采用简单的浸涂工艺制备了表面涂覆有TPE-4N的玄武岩纤维。对纤维的表面形貌进行观察发现TPE-4N分子可在纤维表面形成一层均匀的涂层,此时纤维发出明亮的绿色荧光;当该纤维在150℃热处理后,其表面的TPE-4N涂层发生了由无定型态向结晶态的相转变,荧光几乎完全猝灭。……

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