碳纖維表面耐高溫上漿劑的工藝研究及其效果評價.pdf

1、隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，對耐高溫碳纖維復合材料的需求與日劇增，而碳纖維做成復合材料之前都要對其進行上漿處理，而上漿劑耐熱性的好壞直接影響了復合材料界面的性能。目前用于碳纖維的上漿劑以環(huán)氧樹脂系為主，環(huán)氧上漿劑最高只能耐溫180℃，而航空領域很多材料需要在250℃高溫環(huán)境下工作，而目前尚無耐250℃高溫碳纖維上漿劑的報道，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，通過高效液相色譜和紅外光譜對漿料分析得出，上漿劑僅含聚酰胺酰亞胺一種主要組分；對上漿劑的耐熱性進行分析，得出采用室溫→110℃（5h）→210℃（10h）的固化工藝可使?jié){料耐熱超過250℃；通過不同濃度上漿劑對纖維上漿，結(jié)果表明質(zhì)量分數(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上漿前后碳纖維表面形貌進行表征，結(jié)果表明上漿可以很好的

3、改善纖維的表面形貌；通過將纖維在不同溶劑下的接觸角測試，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測試結(jié)果表明上漿后纖維表面的極性增強，從而增強了在樹脂基體中的浸潤能力；將上漿纖維分別與環(huán)氧樹脂和雙馬來酰胺樹脂形成的單絲復合材料在250℃處理24h，界面剪切強度僅分別下降2.15%和1.93%，說明兩種單絲復合材料耐高溫性很好，還對上述兩種單絲復合材料進行耐濕熱測試，由于水分的滲入，導致界面剪切強度分別下降了30.78%和