聚乙二醇的改性及水性環(huán)氧樹脂碳纖維上漿劑性能研究.pdf

1、碳纖維因其模量高、強(qiáng)度大、耐腐蝕、密度低等特點(diǎn)常與環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等基體樹脂制備復(fù)合材料，被廣泛應(yīng)用于體育用品、醫(yī)療器械、汽車輕量化及航空航天等領(lǐng)域。但碳纖維表面惰性較大，與基體樹脂之間的物理、化學(xué)作用力較弱，因此需對碳纖維進(jìn)行上漿處理。上漿劑一方面可提升纖維的耐磨性、集束性，減少纖維毛絲量，另一方面作為復(fù)合材料的過渡層，可有效提升纖維表面活性官能團(tuán)含量，增強(qiáng)纖維與基體樹脂之間的界面粘合力。
　　上漿劑分為溶劑型與乳液型。

2、溶劑型上漿劑因采用二甲苯、丙酮、甲苯等有機(jī)溶劑，嚴(yán)重污染環(huán)境而淡出人們視線;乳液型上漿劑一般采用相反轉(zhuǎn)法制備，雖工藝簡單，有機(jī)溶劑含量少，但乳化劑用量較大且始終游離在水乳液中，影響纖維及其復(fù)合材料的耐水性。因此，本論文旨在采用自乳化法制備一種非離子型水性環(huán)氧乳液用于碳纖維上漿劑。
　　首先在催化劑4-OH-TEMPO的作用下將聚乙二醇末端的羥基氧化成羧基制得端羧基改性聚乙二醇PEG-COOH，并通過紅外譜圖和酸值滴定探討反應(yīng)時(shí)間、

3、反應(yīng)溫度、催化劑用量對產(chǎn)物酸值的影響;然后，將PEG-COOH的親水鏈段接枝到環(huán)氧樹脂分子鏈中，并乳化環(huán)氧樹脂制得水性環(huán)氧樹脂乳液。探討反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量、乳化溫度、聚乙二醇相對分子質(zhì)量、端羧基改性聚乙二醇質(zhì)量份數(shù)和環(huán)氧樹脂配比對乳液性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)采用PEG4000，環(huán)氧樹脂E-20中加入25％的端羧基改性聚乙二醇、催化劑用量為0.5％、PEG-COOH與環(huán)氧樹脂反應(yīng)溫度為110℃、反應(yīng)時(shí)間120min，乳化溫度5