改性碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備與研究.pdf

1、尼龍(Polyamide, PA)作為工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種工程塑料，因其出色的力學(xué)性能、耐熱性、耐磨性、易加工性和可回收性，在汽車輕量化方面發(fā)揮著十分重要的作用。本文針對尼龍?jiān)谄囶I(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)際需要，對其進(jìn)行了碳纖維增強(qiáng)改性、力學(xué)及界面性能模擬和熱氧老化性能的探究。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1)以碳纖維(Carbon Fiber, CF)作為增強(qiáng)體，并通過硅烷偶聯(lián)劑KH550處理碳纖維，制備了碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料(CF/P

2、A6)，并對比不同纖維含量和改性效果對復(fù)合材料各性能的影響。結(jié)果表明，碳纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，表面粗糙度明顯增加，繼而改善了碳纖維與尼龍基體的界面粘結(jié)性能，最終效果是改性碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料(MCF/PA6)相對于純尼龍及未改性的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料力學(xué)性能提升明顯。另外經(jīng)過表面處理的碳纖維，為尼龍6(PA6)結(jié)晶提供了成核點(diǎn)，使得尼龍6依附于碳纖維表面結(jié)晶，形成獨(dú)特的“串晶”現(xiàn)象，繼而提升了復(fù)合材料的結(jié)晶溫度，促進(jìn)了尼龍6的結(jié)晶

3、，一定程度上也提升了復(fù)合材料的模量和強(qiáng)度。
　　2)基于不同纖維含量的碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的拉伸性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行了模型擬合，并探討了相關(guān)模型關(guān)于短纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的適合程度。結(jié)果表明ROM混合模型可以很好的擬合碳纖維增強(qiáng)尼龍的拉伸力學(xué)性能，Kelly-Tyson模型更好的揭示了碳纖維增強(qiáng)尼龍6的界面性能。
　　3)采用商用玻纖增強(qiáng)尼龍(Ultramid?B3WG7)作為對照樣品，比較探究了碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合

4、材料樣品不同溫度下長達(dá)1600小時(shí)的熱氧老化性能。在一定溫度下熱氧老化一段時(shí)間后，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面發(fā)生黃變，原因是熱氧的參與致使生成了羧酸基團(tuán)或者醛酮類等生色集團(tuán)，紅外光譜分析結(jié)果中生成的波數(shù)為1716 cm-1左右的新的吸收峰也證實(shí)了該結(jié)論，并且表面生成裂紋，大量纖維暴露于尼龍基體之外。拉伸力學(xué)性能隨著熱氧老化的時(shí)間先增加后減小，這也與動態(tài)力學(xué)性能測試的結(jié)果相一致.最終在180℃下老化1600小時(shí)后CF/PA6和Ultramid?