瀝青基碳纖維上漿劑的制備與性能研究.pdf

1、上漿劑是應(yīng)用于碳纖維表面的一種重要的助劑，它不僅有保護(hù)碳纖維的作用，還能夠提高復(fù)合材料中樹脂基體和碳纖維的粘接強(qiáng)度，改善復(fù)合材料的界面狀態(tài)。中間瀝青碳纖維是碳纖維家族中的一個(gè)特殊品種，具有獨(dú)特的性能和應(yīng)用領(lǐng)域，其表面結(jié)構(gòu)與PAN碳纖維有較大差異，因此對(duì)上漿劑也有特殊的要求。本文通過實(shí)驗(yàn)選擇了與瀝青基碳纖維具有較好界面粘接強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51，以此為原料制備了水溶型和乳液型上漿劑，并對(duì)制備工藝進(jìn)行了探索。利用紅外光譜、離心穩(wěn)定性、掃描電

2、子顯微鏡、纖維耐磨性和集束性、以及復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度等方式對(duì)上漿劑的性能，上漿后碳纖維以及復(fù)合材料的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　采用化學(xué)改性法對(duì)環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51進(jìn)行水溶性改性，當(dāng)二乙醇胺用量為n環(huán)氧基團(tuán)∶n二乙醇胺=3∶1，此時(shí)的環(huán)氧基開環(huán)率為30％，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間120min，成鹽溫度為60℃，改性樹脂既具有較好的水溶性，粒徑為10nm左右，離心沉淀質(zhì)量為0.1 g/10mL，水溶液穩(wěn)定性滿足使用要求。
　　采用轉(zhuǎn)相

3、乳化法制備環(huán)氧樹脂乳液，所選用的乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚，山梨醇酐單硬脂酸酯，十二烷基磺酸鈉，當(dāng)復(fù)配乳化劑的HLB值為12，乳化用量占樹脂用量的8％，乳化溫度為70℃，攪拌速率為12000r/min時(shí)制備的乳液上漿劑乳液粒徑為5-10μm，離心沉淀質(zhì)量為0.1g/10mL左右，乳液穩(wěn)定性最高。
　　在環(huán)氧樹脂乳液和水溶性改性環(huán)氧樹脂水溶液中分別添加了適量具有一定柔韌性的水性聚氨酯制備了EP-PU乳液型和EP-PU水溶型上漿劑，經(jīng)過