吴玉霞
,
朱姝
,
徐英凯
,
景鹏展
,
余木火
,
詹亚歌
,
杨洋
高分子材料科学与工程
纺织结构碳纤维增强尼龙6 (CFF/PA6)复合材料的力学性能优于短、长纤增强材料,但成型加工较困难.文中提出一种基于碳纤维(CF)表面改性的CFF/PA6成型方法,研究了多种CF表面改性处理法及模压成型压力对材料力学性能的影响.发现在氮气氛围中400℃高温处理4h可有效去除CFF表面浆料,通过饱和的尼龙/甲酸溶液处理24 h可使CF表面活化、与PA6形成氢键,并使PA6以黏度较低的溶液状态渗透CFF丝束内部,孔隙率从8.05％降至0.81％.进而采用薄膜叠层模压法制备CFF/PA6,在250℃,2.5～3.0 MPa下加载10 min,所得材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达到464.48 MPa,698.47 MPa和95.3 kJ/m2,较未经表面处理的材料提高40％ ～50％.利用扫描电子显微镜可以看到,所制备的复合材料具有良好的基体-增强体浸润性和较强界面.
关键词:
纺织结构碳纤维
,
尼龙6
,
复合材料
,
力学性能
景鹏展
,
朱姝
,
余木火
,
袁象恺
,
刘卫平
,
姜正飞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.03.004
碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)复合材料是重要的热塑性航空复合材料,其难点为提高碳纤维(CF)与基体的浸润性及界面强度.探讨了CF表面修饰对CFF/PPS界面结合强度的影响,对比了热处理去浆及三种表面修饰剂对碳纤维单丝及CFF/PPS复合材料的改性效果.采用X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、单丝强度测试、复合材料静力学测试和动态力学分析等手段对CF表面修饰效果进行评价,建立了基于CF表面修饰制备高性能CFF/PPS热塑性航空复合材料的方法.制备的复合材料层间剪切强度达91.4MPa,弯曲强度953.7MPa,拉伸强度797.4MPa,模量68.4GPa,冲击强度58.3kJ/m2,用SEM观察到CF表面包覆大量PPS树脂.
关键词:
碳纤维织物
,
聚苯硫醚
,
表面修饰
,
界面结合强度
