炭纖維上漿工藝及其對(duì)炭纖維的性能影響的研究.pdf

1、炭纖維及其復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。但炭纖維屬于脆性材料，在生產(chǎn)及加工過程中，容易產(chǎn)生毛絲及單絲斷裂現(xiàn)象，從而降低炭纖維的強(qiáng)度，進(jìn)而影響到復(fù)合材料的界面性能。因此，必須對(duì)炭纖維進(jìn)行上漿。上漿劑是炭纖維工業(yè)的助劑，在保護(hù)纖維和改善纖維表面性能等方面有特殊的作用。目前，我國在此領(lǐng)域的研究與國外差距很大，其主要原因是炭纖維工業(yè)的落后和國外技術(shù)的封鎖。因此，

2、立足于國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)性能優(yōu)異的上漿劑，對(duì)于推動(dòng)炭纖維全面國產(chǎn)化具有重要的意義。
　　本論文在廣泛了解國內(nèi)外上漿劑研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，利用單絲碎裂法，掃描電鏡(SEM)和熱重分析(TG)等表征手段探討了上漿劑種類和上漿劑濃度對(duì)不同前驅(qū)體炭纖維微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響，研究了上漿劑對(duì)炭纖維復(fù)合材料界面性能的貢獻(xiàn)，提出了相關(guān)機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　　(1)中間相瀝青基炭纖維CF511D和PAN系炭纖維經(jīng)溶液和乳液上漿后，與未上漿

3、炭纖維相比，纖維表面形貌發(fā)生了較大的變化，且不同濃度上漿劑對(duì)其影響不同。合適的上漿處理得到的纖維表面上漿劑分布較均勻，上漿量適中。
　　(2)中間相瀝青基炭纖維CF511D和PAN系炭纖維經(jīng)溶液和乳液上漿后，與未上漿炭纖維相比，纖維的表面粗糙度(Ra)都有所增加。
　　(3)上漿炭纖維的強(qiáng)度較未上漿有一定提高，說明上漿能夠彌補(bǔ)炭纖維的表面缺陷，從而達(dá)到增大炭纖維強(qiáng)度的作用。
　　(4)由上漿后炭纖維強(qiáng)度的Weibull