本发明专利技术公开了一种提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法及纤维增强复合材料，其中改性方法是将液体橡胶增韧剂在常温常压下通过均匀低速搅拌与环氧树脂材料进行混合，以使增韧剂聚集成球状颗粒体在树脂基体构成的交联网络中形成分散相；固化后在环氧树脂基体中引入微米级的防裂球状颗粒体，形成增韧改性纤维增强复合材料；液体橡胶增韧剂是一种带有环氧基、羟基、羧基等活性端基，并通过酯键或氨酯键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合物。本发明专利技术方法可延缓或阻止碱性环境下环氧树脂基体中微裂纹的产生与扩展，显著降低碱性腐蚀介质在树脂基体中的传播速率，该改性方法成本低廉，适宜于在量大面广的土木工程结构中进行推广和应用。
【技术实现步骤摘要】
-种提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法及纤维增 强复合材料
本专利技术属于±建交通基础设施建设领域，涉及一种纤维增强复合材料的耐碱改性 方法。
技术介绍
与传统建设材料钢材相比，纤维增强复合材料（FR巧具有轻质、高强、耐久性好、 便捷施工等一系列优点，近年来FRP在±木工程领域得到了越来越多的关注和应用。混凝 ±结构是目前各类工程结构的最主要形式，当FRP应用于混凝±结构时，FRP将与混凝±直 接接触，或外贴于混凝±结构表面，或内埋于混凝±结构内部，而混凝±的材料组成导致其 孔隙水具有较高的抑值，因此，应用于混凝±结构的FRP是长期处于碱性环境下工作的。 既有研究表明：碳纤维原丝及其增强复合材料（CFR巧具有良好的耐碱性能，在碱溶液的 作用下性能几乎没有退化；而玻璃纤维原丝的耐碱性相对较差，主要原因是碱性环境中的 OH-离子与玻璃纤维原丝会发生化学反应，破坏其中的Si-O键，进而导致玻璃纤维原丝的 强度显著降低；对于玻璃纤维增强复合材料（GFRP)，虽然纤维表面有树脂基体的保护，但 树脂具有一定的吸水性，并且在腐蚀溶液作用下树脂内部易产生微裂纹，从而水汽和碱性 腐蚀介质仍能够到达纤维表面并对其进行腐蚀，导致GFRP力学性能显著降低；玄武岩纤维 与玻璃纤维化学成分相近，玄武岩纤维及其增强复合材料炬FRP)同样面临着耐碱性能不 足的问题。为了提高GFRP和BFRP材料在混凝±结构中的适用性，有必要采取一定的措施 来改善BFRP和GFRP耐碱性能不足的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种纤维增强复合材料的耐碱改性方 法，其技术方案是： -种提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法，其特征在于，将液体橡胶增初 剂在常温常压下通过均匀低速揽拌与环氧树脂材料进行混合，W使增初剂聚集成球状颗粒 体在树脂基体构成的交联网络中形成分散相；固化后在环氧树脂基体中引入微米级的防裂 球状颗粒体，形成增初改性纤维增强复合材料；所述的液体橡胶增初剂是一种带有环氧基、 轻基、駿基等活性端基，并通过醋键或氨醋键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合 物。 所述的液体橡胶增初剂的添加比例为环氧树脂基体质量的5% -20%。 所述的液体橡胶增初剂的添加比例为环氧树脂基体质量的10%。 所述的均匀低速揽拌速率是100?30化/min。 在复合材料的环氧树脂基体中惨入液体橡胶增初剂，使环氧树脂基体中引入直径 为0. 5?1. 0微米的防裂球状颗粒体，形成改性纤维增强复合材料；所述的液体橡胶增初剂 是一种带有环氧基、轻基、駿基等活性端基，并通过醋键或氨醋键将不同种类的链段联结起 来的聚合物的混合物。 所述的纤维增强复合材料为玄武岩纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。 所述的纤维增强复合材料的纤维体积含量为50-80%。 本专利技术的优点在于： 该种由液体橡胶增初剂聚集形成的球状颗粒体，要求具有较高的抗裂性能并且与 树脂基体材料之间具有优秀的相容交粘性能。该方法制作的改性FRP，可延缓和阻止碱性环 境下树脂基体中微裂纹的产生与扩展，大幅度降低了碱性腐蚀介质在树脂基体中的传播速 率，从而有效提升改善了碱性环境下树脂基体对纤维的保护作用。本专利技术简单、经济、实用， 可有效提升碱性环境下玄武岩纤维增强复合材料炬FR巧和玻璃纤维增强复合材料（GFRP) 的强度保留率，同时并不降低FRP材料本身的力学性能，从而有效提高BFRP和GFRP在±木 工程结构尤其是混凝±结构中的适用性。该改性方法成本低廉，适宜于在量大面广的±木 工程结构中进行推广和应用。 【附图说明】 图1为碱性腐蚀作用后树脂基体的微观结构示意图； 图2为环氧树脂拉伸断面的沈M图片； [001引图3为增初环氧树脂拉伸断面的SEM图片； 图4为碱性腐蚀作用后BFRP的拉伸强度保留率； 图5为碱性腐蚀作用后GFRP的拉伸强度保留率； [001引图6为碱性腐蚀作用后BFRP的质量增加率； 图7为碱性腐蚀作用后BFRP的质量增加率。 【具体实施方式】 -种纤维增强复合材料的耐碱改性方法，将一定比例的液体橡胶增初剂，在常温 常压下通过速率为100?30化/min的均匀低速揽拌与环氧树脂材料进行混合，固化后在环 氧树脂基体中引入微米级的防裂球状颗粒体，形成增初改性纤维增强复合材料；所述的液 体橡胶增初剂是一种带有环氧基、轻基、駿基等活性端基，并通过醋键或氨醋键将不同种类 的链段联结起来的聚合物的混合物，液体橡胶增初剂的添加比例为环氧树脂基体质量的 5% -20%，优选10%，W使增初剂聚集成球状颗粒体在树脂基体构成的交联网络中形成分 散相，使环氧树脂基体中引入直径为0. 5?1. 0微米的防裂球状颗粒体，形成改性纤维增强 复合材料；所述的液体橡胶增初剂是一种带有环氧基、轻基、駿基等活性端基，并通过醋键 或氨醋键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合物。所述的纤维增强复合材料为玄武 岩纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，纤维体积含量为50-80%。 为了证实上述方法的有效性，本专利技术选取一种符合上述要求的液体橡胶增初剂， 其化学成分是一类带有不同活性端基通过醋键或氨醋键将不同种类的链段联结起来的聚 合物的混合物，其作用与传统的环氧树脂增初剂端駿基液体下晴橡胶（CTBN)类似，但成本 更低，适宜于量大面广的±木工程结构物使用。添加合适剂量的增初剂后，增初剂将聚集成 球形颗粒在树脂基体构成的交联网络中形成分散相。该液体橡胶增初剂的最佳添加比例为 环氧树脂主剂质量的10%。 W下通过实验方式，验证本专利技术方法对提高玄武岩纤维增强复合材料炬FR巧和 玻璃纤维增强复合材料（GFR巧耐碱性能的有效性，并结合附图对本专利技术做详细说明。 一、实验材料与测试方法 采用玄武岩纤维和E-玻璃纤维单向布作为增强材料，树脂基体材料采用环氧树 月旨，增初剂采用一种液体橡胶增初剂，其化学成分是一类带有不同活性端基通过醋键或氨 醋键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合物。实验中增初剂的添加量为环氧主剂质 量的 0 %，5 %，10 %，15 %和 20 %，依据国标 GB/T-3354-1999 和 GB/T-2567-2008 对 FRP 和 环氧树脂的拉伸性能进行测试，每组包括5个重复试件，所得结果的平均值列于表1。由表 1可知，液体橡胶增初剂的加入一定程度上降低了环氧树脂基体的拉伸强度和弹性模量，极 限应变显著增加，但并未显著改变BFRP和GFRP的拉伸性能。 表1常温下FRP和树脂材料的拉伸性能 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法，其特征在于，将液体橡胶增韧剂在常温常压下通过均匀低速搅拌与环氧树脂材料进行混合，以使增韧剂聚集成球状颗粒体在树脂基体构成的交联网络中形成分散相；固化后在环氧树脂基体中引入微米级的防裂球状颗粒体，形成增韧改性纤维增强复合材料；所述的液体橡胶增韧剂是一种带有环氧基、羟基、羧基等活性端基，并通过酯键或氨酯键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合物。
【技术特征摘要】
1. 一种提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法，其特征在于，将液体橡胶增韧剂 在常温常压下通过均匀低速搅拌与环氧树脂材料进行混合，以使增韧剂聚集成球状颗粒体 在树脂基体构成的交联网络中形成分散相；固化后在环氧树脂基体中引入微米级的防裂球 状颗粒体，形成增韧改性纤维增强复合材料；所述的液体橡胶增韧剂是一种带有环氧基、羟 基、羧基等活性端基，并通过酯键或氨酯键将不同种类的链段联结起来的聚合物的混合物。2. 如权利要求1所述提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法，其特征在于：所述 的液体橡胶增韧剂的添加比例为环氧树脂基体质量的5%-20%。3. 如权利要求1所述提升纤维增强复合材料耐碱性能的改性方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴智深，施嘉伟，汪昕，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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