碳纖維環(huán)氧上漿劑的制備與性能研究.pdf

1、本文介紹了碳纖維上漿劑的發(fā)展概況、作用和主要制備方法，并以環(huán)氧樹(shù)脂為主漿料，制備了乳液型、水溶性和基于大分子乳化劑乳液型三種碳纖維上漿劑。探索了制備上漿劑最優(yōu)配方、工藝條件和影響上漿劑性能的因素。通過(guò)掃描電子顯微鏡、傅立葉紅外光譜、離心穩(wěn)定性、電子紗線(xiàn)耐磨儀、毛絲量、硬挺度、復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度等測(cè)試方法與手段，表征和測(cè)試了上漿劑對(duì)碳纖維表面形貌、后加工性能和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料界面粘結(jié)的影響。
　　選用OP-10、Tween-80與

2、SDBS復(fù)配的乳化劑體系制備了碳纖維環(huán)氧乳液型上漿劑。當(dāng)OP-10、Tween-80與SDBS復(fù)配比例為65∶25∶10，乳化劑用量為主漿料的9％，乳化轉(zhuǎn)速為9000 r/min，乳化溫度為70℃，加水速率為1 mL/min時(shí)，上漿劑乳液穩(wěn)定性好。經(jīng)過(guò)該上漿劑處理的碳纖維耐磨性達(dá)到1992次，毛絲量為3.2 mg，硬挺度為77 mm。上漿碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度達(dá)到44.51MPa，比未上漿碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料提高了30

3、.72％。
　　利用二乙醇胺對(duì)酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-51親水化改性制備了水溶性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂并將該水溶性樹(shù)脂與烯丙基聚氧丙烯聚氧乙烯環(huán)氧基醚(AEPH)共混制備了水溶性碳纖維上漿劑。改性后樹(shù)脂的水溶性良好，經(jīng)過(guò)該上漿劑處理的碳纖維耐磨性最高達(dá)到2051次，毛絲量最低為3.2 mg，硬挺度為介于65～75mm。上漿碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度最高可以達(dá)到42.97MPa，比未上漿碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料提高了26.19％。水溶性上漿

4、劑溶于去離子水后可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，不存在破乳及析出現(xiàn)象，穩(wěn)定性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)的乳液型上漿劑。
　　通過(guò)AEPH、乙醇胺和E-51環(huán)氧樹(shù)脂之間的加成，合成了一種適用于乳化環(huán)氧樹(shù)脂的大分子乳化劑，并使用該乳化劑制備了乳液型上漿劑。當(dāng)乳化劑用量為主漿料質(zhì)量的25％，乳化轉(zhuǎn)速為8500r/min，乳化溫度為60℃，加水速率為1 mL/min時(shí)，上漿劑乳液穩(wěn)定性好。經(jīng)該上漿劑處理后的碳纖維耐磨性達(dá)到2012次，毛絲量為2.1 mg，硬挺度為74 mm