長碳纖維增強聚酰胺6制備高性能復(fù)合材料的研究.pdf

1、碳纖維增強聚酰胺6復(fù)合材料(CFRPA6)具有高強、輕質(zhì)、吸水性小、尺寸精度高等一系列優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于航空航天、電子產(chǎn)品和體育用品等領(lǐng)域。由于CFRPA6復(fù)合材料中碳纖維的長度對復(fù)合材料的性能有很大影響，因此，本文研究了連續(xù)碳纖維增強聚酰胺6的加工工藝，制得的CFRPA6預(yù)浸料可任意長度切粒，考察了碳纖維的長度和含量對CFRPA6復(fù)合材料性能的影響。同時，還對碳纖維的表面處理進行了研究，以及碳纖維對復(fù)合材料結(jié)晶行為、熔融行為、界面結(jié)晶形

2、態(tài)和流變性能的影響。 本論文采用熔融浸漬和拉擠成型制備連續(xù)碳纖維增強聚酰胺6復(fù)合材料的預(yù)浸料．通過控制碳纖維的長度(即預(yù)浸料的切粒長度)和含量來研究CFRPA6復(fù)合材料的性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CF含量增加，復(fù)合材料的各項性能隨之增大，長碳纖維增強PA6復(fù)合材料的性能均優(yōu)于短碳纖維。 通過紅外光譜、掃描電鏡和X射線光電子能譜掃描不同氧化劑處理后的碳纖維，研究表明，氧化劑處理后CF表面均引入了一些極性基團，增大了CF的表面積，其中

3、以硝酸處理的效果最佳。由硝酸處理碳纖維的時間對CFRPA6復(fù)合材料力學(xué)性能的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著處理時間的延長，復(fù)合材料的力學(xué)性能有所提高，但當(dāng)處理時間為7h時，各項性能均下降。 根據(jù)界面結(jié)晶形態(tài)和DSC等溫結(jié)晶、非等溫結(jié)晶、等溫熔融分析，碳纖維和成核劑滑石粉的加入改變了PA6的成核機理和晶體生長方式，提高了結(jié)晶速率和起始結(jié)晶溫度，在CF的表面生成了橫晶，同時使熔融行為發(fā)生了變化，起到了異相成核作用。 本論文還發(fā)現(xiàn)碳纖維在CF