本项目首先分别建立了定量表征凝胶前液态树脂表面张力和凝胶后固态树脂的表面能及其色散、极性分量的测试分析方法,研究了固化过程中多种环氧树脂体系的表面张力和表面能的演变规律,揭示了树脂表面张力及其表面能、极性/色散分量的化学反应主控机制;系统分析了碳纤维/树脂的浸润和粘附特性,考察了碳纤维表面上浆剂、温度、化学反应机理对纤维/树脂接触角和粘附功的影响规律,研究表明上浆剂溶解性、上浆剂参与体系反应等物理化学特性在工艺过程中均发生显著变化,掌握影响碳纤维/树脂浸润粘附作用的关键工艺阶段和主控因素非常重要。在此基础上,增加了纤维/树脂界面相扩散和化学反应的分子模拟研究内容,初步建立了多尺度分子模拟方法,分析了温度对相扩散动力学、组分分布等的影响规律,为将项目研究成果进一步应用于界面微结构调控和优化研究奠定了重要方法基础。此外,本项目将所建立的碳纤维/环氧浸润作用分析方法推广于植物纤维,考察了不同表面处理方法对剑麻纤维/环氧树脂的浸润和粘附性能的影响作用。研究结果为纤维/树脂浸润匹配设计,改善界面粘结,提高复合材料质量,进而实现界面微结构控制提供了重要科学依据。
英文主题词Epoxy resins; Surface tension; Gelation; Wetting; Interphase/interface.