碳纖維表面耐高溫上漿劑的工藝研究及其效果評(píng)價(jià).pdf

1、隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，對(duì)耐高溫碳纖維復(fù)合材料的需求與日劇增，而碳纖維做成復(fù)合材料之前都要對(duì)其進(jìn)行上漿處理，而上漿劑耐熱性的好壞直接影響了復(fù)合材料界面的性能。目前用于碳纖維的上漿劑以環(huán)氧樹(shù)脂系為主，環(huán)氧上漿劑最高只能耐溫180℃，而航空領(lǐng)域很多材料需要在250℃高溫環(huán)境下工作，而目前尚無(wú)耐250℃高溫碳纖維上漿劑的報(bào)道，因此本論文研究制備一種耐250℃以上的碳纖維高溫上漿劑具有重要意義。
　　本論文采用的上漿劑是聚酰胺酰亞胺（PA

2、I）溶液，通過(guò)高效液相色譜和紅外光譜對(duì)漿料分析得出，上漿劑僅含聚酰胺酰亞胺一種主要組分；對(duì)上漿劑的耐熱性進(jìn)行分析，得出采用室溫→110℃（5h）→210℃（10h）的固化工藝可使?jié){料耐熱超過(guò)250℃；通過(guò)不同濃度上漿劑對(duì)纖維上漿，結(jié)果表明質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％為最佳上漿濃度，上漿后纖維具有良好的表面特征，并在250℃下處理24h失重僅為4‰。
　　采用掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡對(duì)上漿前后碳纖維表面形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明上漿可以很好的

3、改善纖維的表面形貌；通過(guò)將纖維在不同溶劑下的接觸角測(cè)試，結(jié)果表明上漿后纖維的表面能較裸纖維有著較大的提高；XPS測(cè)試結(jié)果表明上漿后纖維表面的極性增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了在樹(shù)脂基體中的浸潤(rùn)能力；將上漿纖維分別與環(huán)氧樹(shù)脂和雙馬來(lái)酰胺樹(shù)脂形成的單絲復(fù)合材料在250℃處理24h，界面剪切強(qiáng)度僅分別下降2.15%和1.93%，說(shuō)明兩種單絲復(fù)合材料耐高溫性很好，還對(duì)上述兩種單絲復(fù)合材料進(jìn)行耐濕熱測(cè)試，由于水分的滲入，導(dǎo)致界面剪切強(qiáng)度分別下降了30.78%和