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 硅灰石(CaSiO3)短纖維是一種天然的偏硅酸鈣,具有完整的針狀結(jié)構(gòu),其長徑比為12～20:1。這種針狀晶體結(jié)構(gòu)使得硅灰石作為樹脂基復(fù)合材料的增強劑以改善復(fù)合材料的性能。 由于硅灰石是天然結(jié)晶物,純度高、色澤潔白且有較高的熔點,使硅灰石短纖維具有優(yōu)良的介電性、耐熱性、耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性。近年來,由于超細粉碎技術(shù)及短纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,使得短纖維的加工和應(yīng)用成為熱門研究領(lǐng)域。盡管硅灰石短纖維與氧化鋁晶須和鈦酸鉀晶須等短纖維相比,增強作用有一定差距,但其成本與其它晶須相比要低幾十倍,甚至幾百倍,因此受到國內(nèi)外許多學(xué)者和應(yīng)用廠家的重視。

電抗器、助波器等產(chǎn)品用玻璃纖維—環(huán)氧樹脂—咪唑纏繞復(fù)合工藝,一方面由于環(huán)氧膠的貯存期及固化溫度的限制,使玻纖上膠槽溫度不高于50℃,因此環(huán)氧膠的粘度較大,造成玻纖浸漬環(huán)氧膠時,含膠量高,而在纏繞時由于飛速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重的甩膠現(xiàn)象。另一方面,在固化過程中,由于環(huán)氧樹脂固化物收縮性較大,產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,而導(dǎo)致纏繞制品開裂。為解決上述問題,本文研究了無機短纖維填充玻璃纖維—環(huán)氧樹脂纏繞復(fù)合體系。添加無機短纖維的主要目的是使上膠時(45～50℃情況下)膠的粘度較低或不受影響,而在纏繞溫度(室溫)下,膠的粘度較大,從而避免甩膠現(xiàn)象發(fā)生。無機短纖維的填充,使固化物與玻纖垂直方向得到增強,同時無機短纖維的含量增加,使固化物的收縮率降低,從而防止纏繞復(fù)合體系的開裂。為了深入探討無機短纖維—玻璃長纖維—環(huán)氧樹脂復(fù)合體系的性能和微觀狀態(tài),本文借助掃描電鏡對無機短纖維的分散情況進行分析,并建立了無機短纖維增強模型。