火焰处理对玻纤增强环氧树脂拉挤板真空辅助树脂注入工艺粘接性能的影响

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本文提出了一种简便、低成本的火焰处理方法，用于改善玻纤增强环氧树脂（GF/EP）拉挤板的粘接性能，该材料广泛应用于大型风力叶片制造。为探索火焰处理对预制GF/EP拉挤板与注入板粘接性能的影响，采用不同火焰处理循环次数对GF/EP拉挤板进行处理，并将其嵌入纤维织物中进行真空辅助树脂注入（VARI）工艺。通过拉伸剪切试验测量粘接剪切强度。结果表明，经过1、3、5和7次火焰处理后，GF/EP拉挤板与注入板间的拉伸剪切强度分别增加了8.0%、13.3%、22.44%和−2.1%，表明5次火焰处理时可获得最大拉伸剪切强度。采用DCB和ENF试验表征最优火焰处理条件下粘接界面的断裂韧性，结果显示最优处理使GIC和GIIC分别增加21.84%和78.36%。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、接触角测试、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析火焰处理后GF/EP拉挤板的表面形貌。结果表明火焰处理通过物理机械锁定和化学键合机制的结合作用改善界面性能。适度火焰处理可去除拉挤板表面的弱界面层和脱模剂，蚀刻粘接表面，增加含氧极性基团（如C–O和O–C=O），提高拉挤板表面粗糙度和表面张力系数，从而增强粘接性能。过度火焰处理会破坏粘接表面环氧树脂基体的完整性导致玻璃纤维暴露，脱模剂和树脂表面的碳化使表面结构疏松，反而降低粘接性能。

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