牙科

抽象的

硅烷化条件对碳化硅纤维增强树脂弯曲性能的影响

Taka Normasa、青柳雄仁、大川诚吾、鱼岛克己

目的：本研究旨在评估硅烷化条件对 SiC 纤维增强树脂力学性能的影响。
材料与方法：制备聚氨酯二甲基丙烯酸酯和三乙二醇二甲基丙烯酸酯 (TEGDMA) 的混合物，以樟脑醌和 2-(N,N-二甲氨基)乙基甲基丙烯酸酯作为可见光引发剂，作为基质树脂。使用含有 0.5、1.0 和 2.0 质量％3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷 (γ-MPTS) 的实验硅烷偶联剂，通过两种方法对含有 10 质量％氧气的 SiC 纤维进行硅烷化。硅烷化方法包括干燥法（可在大气条件下进行两周的硅烷化）和加热法（可在 100°C 下进行 30 分钟的硅烷化）。硅烷化后，通过傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱分析 SiC 纤维。依据ISO 4049:2009标准，采用三点弯曲试验对实验用SiC纤维增强树脂的力学性能进行测试，并用电子探针微分析仪（EPMA）观察SiC纤维增强树脂的断裂表面。
结果：在用1.0 mass% γ-MPTS经干燥法硅烷化的SiC纤维上观察到归因于γ-MPTS的Si-O-CH3基团的815 cm ^{-1处的FTIR吸收峰和归因于Si-O-Si硅氧烷键的1087 cm -1}处的吸收峰。此外，EPMA观察表明这些SiC纤维被基体树脂覆盖。因此，这些SiC纤维可以与基体树脂发生化学粘附。采用干燥法制备的含有1.0质量%γ-MPTS硅烷化的SiC纤维的纤维增强树脂的弯曲强度和模量分别为238.7±41.1MPa和6.0±1.1GPa。而采用加热法制备的含有1.0质量%γ-MPTS硅烷化的SiC纤维的纤维增强树脂的弯曲强度和模量没有提高。
结论：采用干燥法制备的含有1.0质量%γ-MPTS硅烷化的SiC纤维的纤维增强树脂的力学性能优于其他SiC纤维增强树脂。