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上浆剂对国产碳纤维复合材料界面性能的影响

黄彬瑶 , 段跃新 , 杨喆 , 陈达 , 肇研

材料科学与工艺

为了研究两种不同上浆剂和湿热环境对国产300级碳纤维/环氧树脂体系微观界面性能的影响,采用单丝断裂法,测试分析了去浆前后碳纤维单丝复合体系在自然干态、湿热处理3d及湿热处理6d的状态下微观界面剪切应力的变化。结合对扫描电镜( SEM)、原子力显微镜( AFM)及X射线光电子能谱( XPS)等测试结果的分析,研究了碳纤维上浆剂对微观界面性能及其界面耐湿热性能的影响。结果表明:去浆前后A300碳纤维表面均有明显沟槽;上浆剂1并未使A300碳纤维表面粗糙度有明显变化,但上浆剂2使A300碳纤维表面粗糙度减小,而两种上浆剂均使A300碳纤维表面含氧极性官能团含量减少。两种上浆剂对制备的复合材料界面性能和耐湿热性能都有较大的提高,其中上浆剂1在自然干态下对界面性能的提高更明显。

关键词: 碳纤维 , 上浆剂 , 单丝断裂法 , 湿热 , 界面性能

上浆对单丝沥青基炭纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响

许鹏 , 费又庆 , 李伟

机械工程材料

采用酚醛树脂溶液上浆剂对沥青基炭纤维进行上浆处理,并以环氧树脂为基体制备单丝沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料,通过单丝碎裂法试验、扫描电镜和热重分析等研究了上浆前后炭纤维的表面形貌及其复合材料的界面性能,以及断裂长度与界面剪切强度的关系.结果表明:上浆剂浓度适当时可提高其界面性能,当质量分数在1%左右时,上浆较均匀,复合材料的界面剪切强度最高,为38.86MPa;炭纤维最大概率的断裂长度区间越小或最大概率的断裂长度越小时,复合材料的界面剪切强度越高.

关键词: 单丝沥青基炭纤维 , 环氧树脂 , 上浆剂 , 单丝碎裂 , 界面性能

上浆剂分子量对碳纤维表观性能及其界面性能影响研究

张如良 , 黄玉东 , 刘丽 , 苏丹

材料科学与工艺

研究了不同分子量的上浆剂对碳纤维表观状态及其界面性能的影响,并采用了AFM,SEM等表面分析技术研究了上浆后碳纤维表面形貌.AFM,SEM证实了S-1表面没有小颗粒存在,沟槽较均匀,而S-2表面的沟槽较深,S-3表面的沟槽较浅,且表面都有小的颗粒.XPS证实了S-1表面含有O元素含量最高,表面极性官能团较多.上浆剂分子量对制备的复合材料的界面性能和耐湿热老化性能有较大的影响,分子量适中的上浆剂HIT-7上浆处理后的碳纤维及其复合材料的性能最优.

关键词: 上浆剂 , 碳纤维 , 分子量 , 复合材料

国产芳纶上浆剂对聚三唑复合材料力学性能的影响

李智鹏 , 扈艳红 , 杜磊 , 刘冬冬

表面技术

目的:研究国产芳纶纤维 DAF-III 表面上浆剂的主要成分及其对复合材料界面性能的影响。方法用丙酮溶剂抽提纤维一定时间,分析对比去除上浆剂前后的纤维和抽提溶液,并制备 DAF-III 增强的聚三唑树脂复合材料,测试复合材料的力学性能。结果国产 DAF-III 芳纶纤维的主体结构是聚酰胺苯并咪唑,表面上浆剂主要组分是脂肪族酯类低聚物。溶剂抽提去除了纤维表面大部分上浆剂,裸露的纤维本体存在制备过程中形成的沿纤维方向的大量沟壑;去除上浆剂后,复合材料的 ILSS 和弯曲强度分别提高了181.2%和56.20%。结论纤维表面上浆剂对纤维以及纤维增强的复合材料力学性能影响显著,纤维与树脂通过机械锚合和氢键作用改善界面粘接。

关键词: 国产芳纶 DAF-III , 上浆剂 , 纤维增强复合材料 , 聚酰胺苯并咪唑

磺化聚醚砜上浆剂对碳纤维/聚醚砜复合材料界面性能的影响

刘杰 , 周秀燕 , 梁节英

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140617.001

为了提高碳纤维(CFs)增强热塑性树脂聚醚砜(PES)复合材料的界面结合力,对PES进行磺化改性,得到磺酸基聚醚砜(SPES)制备的CFs上浆剂,研究了SPES上浆剂对CFs/PES复合材料界面性能的影响和上浆剂质量分数对CFs/PES复合材料的作用效果.结果表明:经过SPES上浆的纤维毛丝量降低、耐磨性提高.同时FTIR和XPS分析表明:SPES中的-SO3H基团与CFs表面微量的活性官能团发生了化学反应,提高了增强体CFs与基体树脂PES间的黏连.当上浆剂含量为1wt%时,CFs/PES复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高最显著,比未上浆改性的CFs/PES复合材料的提高了24%.SEM照片证实在此浓度下CFs与PES结合更加紧密.动态力学热分析(DMTA)结果亦证明1wt%的SPES上浆剂提高了CFs/PES复合材料的玻璃化转变温度.

关键词: 聚醚砜 , 磺酸基聚醚砜 , 碳纤维 , 界面性能 , 上浆剂

上浆剂种类及含量对碳纤维表观性能的影响

欧阳新峰 , 刘芳 , 黄兴 , 齐磊 , 孙巍

玻璃钢/复合材料

研究了不同含量下一种单组分上浆剂及三种复合型上浆剂对碳纤维表观性能的影响,通过对碳纤维宽度、硬度、摩擦系数、毛丝量、开纤性、复合材料界面结合形貌等的分析比较,得出碳纤维表观性能与上浆剂种类及含量的关联性变化规律,并结合TOARYT700SC-12K测试值给出适合于工业生产的参考值,生产中上浆剂含量一般控制在1.0±0.3%,碳纤维(T300/700-12K)的表观性能一般控制在:宽度为7±1mm,硬度为10±2cm,摩擦系数为0.16±0.05,开纤性为2.0±0.3,毛丝量不高于3mg;结果进一步表明多组分复合型上浆剂在碳纤维获得可控的表观性能上优于单一组分上浆剂,为碳纤维表观性能的可控方法提供借鉴.

关键词: 碳纤维 , 上浆剂 , 表观性能

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