本文實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合材料成型工藝條件下上漿劑對(duì)碳纖維／樹(shù)脂浸潤(rùn)和粘結(jié)特性的影響規(guī)律，考察了去劑前后碳纖維與樹(shù)脂的動(dòng)態(tài)接觸角，以及上漿劑對(duì)碳纖維表面形貌、表面粗糙度和表面活性的影響。在此基礎(chǔ)上，分析了上漿劑自身及其與環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)反應(yīng)性，結(jié)果表明，成型工藝條件下上漿劑可溶解并擴(kuò)散到樹(shù)脂體系中，改善碳纖維與樹(shù)脂的浸潤(rùn)性，并影響碳纖維／樹(shù)脂的界面粘結(jié)性能。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)國(guó)產(chǎn)碳纖維上漿劑的研究和復(fù)合材料的工藝優(yōu)化具有重要參考價(jià)值。

       在碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中，通常會(huì)對(duì)碳纖維進(jìn)行上漿處理，即在纖維表面涂覆一層薄的聚合物層。上漿劑一方面可保護(hù)纖維，防止纖維吸附空氣中的雜質(zhì)和水分，保護(hù)纖維表面活性基團(tuán)；另一方面具有集束功能，便于加丁；同時(shí)可改善碳纖維的浸潤(rùn)性能，便于樹(shù)脂浸漬，減少?gòu)?fù)合材料的制備時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。為獲得高性能的復(fù)合材料，針對(duì)碳纖維／上漿劑與上漿劑／樹(shù)脂雙界面的研究具有極其重要的作用。

       目前，國(guó)內(nèi)外報(bào)道研究了上漿劑對(duì)碳纖維表面、纖維／樹(shù)脂浸潤(rùn)和粘結(jié)性能的影響，其中NurselDilsiz等研究表明上漿劑在微觀尺度上可改變纖維的表面形貌，認(rèn)為纖維表面    能和表面官能團(tuán)是影響纖維／樹(shù)脂界面性能的重要因素；哈丁大黃玉東組研究了纖維與環(huán)氧涂層間物理化學(xué)作用對(duì)碳纖維強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明纖維表面氧和氮元素隨處理溫度升高而發(fā)生變化，元素含量變化對(duì)碳纖維強(qiáng)度的影響歸因于碳纖維的表面缺陷。EdithMader[13]等發(fā)現(xiàn)上漿劑可提高玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，從而進(jìn)一步影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。以上的研究結(jié)果表明上漿劑可影響纖維／樹(shù)脂的界面性能，但對(duì)上漿劑影響的物理化學(xué)機(jī)理沒(méi)有得到充分揭示，尤其工藝條件下上漿劑對(duì)碳纖維與樹(shù)脂的浸潤(rùn)和粘結(jié)性能的影響鮮有報(bào)導(dǎo)。

      本文研究了工藝條件下上漿劑對(duì)碳纖維與樹(shù)脂的浸潤(rùn)和粘結(jié)性能的影響，以期深入分析上漿劑的影響原因。采用掃描電子顯微( SEM)、X射線光電子能譜( XPS)分析帶漿和不帶漿纖維的表面物理化學(xué)性質(zhì)；采用動(dòng)態(tài)接觸角法( DCAT)考察了纖維去劑前后的浸潤(rùn)性能；另外，借助原位紅外在線分析了上漿劑與樹(shù)脂在工藝條件下的官能團(tuán)變化，并用界面剪切強(qiáng)度( IFSS)評(píng)價(jià)了上漿劑對(duì)纖維樹(shù)脂界面性能的影響。

資料下載：   工藝條件下上漿劑對(duì)碳纖維與樹(shù)脂浸潤(rùn)_粘結(jié)特性的影響.pdf