Interfacial verstärkte ungesättigte Polyesterverbundwerkstoffe durch chemisches Verankern verschiedener funktioneller POSS auf Kohlenstofffasern

Monofunktionale (Methacrylolsobutyl) und multifunktionale (Methacryl) polyedrische oligomere Silsesquioxane (POSS) wurden erfolgreich an der Oberfläche von Kohlenstofffasern (CF) verankert, um die interfaciale Festigkeit von durch CF verstärkten ungesättigten Polyesterharz (UPR) Verbundwerkstoffen zu erhöhen. Die Silicon-haltigen funktionellen Gruppen waren nach dem erfolgreichen Verankern von POSS auf der CF-Oberfläche offensichtlich erhöht. Beide Arten von POSS wurden gleichmäßig auf der CF-Oberfläche verankert und die Oberflächenrauhigkeit der mit Methacryl POSS und Methacrylolsobutyl POSS verankerten CFs war nahezu gleich (131,6 und 129,6 nm) und deutlich höher als die der erhaltenen CFs (57,9 nm). Die dynamische Kontaktwinkelanalyse der mit beiden POSS verankerten CFs zeigte fast die gleiche Oberflächenenergie, war jedoch höher als die der erhaltenen CFs. Nach der Verankerung mit Methacrylolsobutyl POSS betrug die interlaminare Scherfestigkeit der Verbundwerkstoffe 62 MPa, was einer Erhöhung von 31,9 % entspricht. Im Fall von Methacryl POSS betrug der Wert 67 MPa, was einer Erhöhung von 42,6 % im Vergleich zu den erhaltenen CFs (47 MPa) entspricht. Die interfaciale Scherfestigkeit (IFSS) der Verbundwerkstoffe mit Methacryl POSS verankerten CFs (93 MPa) wurde im Vergleich zu den Verbundwerkstoffen mit den erhaltenen CFs (46 MPa) signifikant um 102,2 % erhöht und ist sogar höher als die der Verbundwerkstoffe mit Methacrylolsobutyl POSS verankerten CFs (87 MPa). Die Schlagenergie von 1,72 J für die Verbundwerkstoffe mit Methacryl POSS verankerten CFs ist höher als die der Verbundwerkstoffe mit erhaltenen CFs (1,00 J) und Methacrylolsobutyl POSS verankerten CFs (1,43 J).