炭纖維上漿工藝及其對炭纖維的性能影響的研究.pdf

1、炭纖維及其復合材料具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，在許多領域都有應用。但炭纖維屬于脆性材料，在生產及加工過程中，容易產生毛絲及單絲斷裂現(xiàn)象，從而降低炭纖維的強度，進而影響到復合材料的界面性能。因此，必須對炭纖維進行上漿。上漿劑是炭纖維工業(yè)的助劑，在保護纖維和改善纖維表面性能等方面有特殊的作用。目前，我國在此領域的研究與國外差距很大，其主要原因是炭纖維工業(yè)的落后和國外技術的封鎖。因此，

2、立足于國內現(xiàn)有技術，研發(fā)性能優(yōu)異的上漿劑，對于推動炭纖維全面國產化具有重要的意義。
　　本論文在廣泛了解國內外上漿劑研究動態(tài)的基礎上，利用單絲碎裂法，掃描電鏡(SEM)和熱重分析(TG)等表征手段探討了上漿劑種類和上漿劑濃度對不同前驅體炭纖維微觀結構及力學性能的影響，研究了上漿劑對炭纖維復合材料界面性能的貢獻，提出了相關機理。主要結論如下：
　　(1)中間相瀝青基炭纖維CF511D和PAN系炭纖維經溶液和乳液上漿后，與未上漿

3、炭纖維相比，纖維表面形貌發(fā)生了較大的變化，且不同濃度上漿劑對其影響不同。合適的上漿處理得到的纖維表面上漿劑分布較均勻，上漿量適中。
　　(2)中間相瀝青基炭纖維CF511D和PAN系炭纖維經溶液和乳液上漿后，與未上漿炭纖維相比，纖維的表面粗糙度(Ra)都有所增加。
　　(3)上漿炭纖維的強度較未上漿有一定提高，說明上漿能夠彌補炭纖維的表面缺陷，從而達到增大炭纖維強度的作用。
　　(4)由上漿后炭纖維強度的Weibull