上膠劑對T800碳纖維表面的浸潤性以及其復合材料界面性能的影響.pdf

1、碳纖維增強復合材料由碳纖維、基體以及界面相三部分構成，在碳纖維表面有一層上膠劑，上膠劑既能與碳纖維表面發(fā)生物理化學反應，也可以與基體樹脂產生化學反應，在碳纖維與樹脂基體之間形成過渡相，對碳纖維復合材料的力學性能起著重要作用。本文旨在研究碳纖維表面上膠劑層的變化（表面熱處理和引入納米粒子）對其增強環(huán)氧復合材料的界面性能影響。
　　首先，選擇兩種含有不同上膠劑的日本東麗T800碳纖維(T800-1，T800-2)，對其進行不同溫度(8

2、0℃，120℃，160℃，200℃)的表面熱處理，采用SEM、XPS和接觸角測試等分析手段研究熱處理對碳纖維表面物理和化學結構的變化及其增強環(huán)氧復合材料界面性能的影響。研究結果表明，兩種碳纖維表面的上膠劑在熱處理條件下均呈現(xiàn)一定的反應性，T800-1碳纖維表面上膠劑中因含有少量的氨基，在熱處理條件下呈現(xiàn)更明顯的反應性，并且隨著熱處理溫度的增加，其表面殘留的上膠劑固含量一直上升，復合材料的層間剪切強度也逐步提高，而T800-2碳纖維在20

3、0℃熱處理后，纖維表面殘留的固含量以及復合材料的層間剪切強度均出現(xiàn)驟降。
　　其次，選擇國產T800碳纖維(T800-3)，對其表面分別涂覆添加不同含量的Tempo和Cationic纖維素納米晶(CNC)的上膠劑，研究CNC的引入對T800碳纖維復合材料的界面性能的影響。結果表明，Cationic CNC因表面帶有正電荷，在碳纖維表面粘附牢固，且涂覆均勻，對提升復合材料耐熱性和界面性能更明顯;添加0.5wt％的Cationic C