碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响

试验研究碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响。结果表明,碳纤维经表面处理后表面沟槽加宽、加深,粗糙度增大,可改善其与橡胶基体的粘合性。与未处理碳纤维/NR复合材料相比,浓硝酸表面处理3h的碳纤维/NR复合材料的拉伸强度提高46%,耐磨性提高5%;300℃×20min高温氧化表面处理碳纤维/NR复合材料的拉伸强度和耐磨性均提高38%;浓硝酸处理1h后再加1.3份钛酸酯偶联剂的碳纤维/NR复合材料拉伸强度提高25%;碳纤维经浓硝酸处理1h后再进行表面浸胶,复合材料的耐磨性提高34%。     

碳纤维表面处理对树脂基复合材料力学性能影响研究进展

综述了近期国内在树脂基复合材料用碳纤维表面处理方面的研究进展。其中碳纤维表面处理方法主要包括氧化处理、表面涂层处理、等离子体处理以及超临界流体处理等,对采用这些处理方法后碳纤维增强树脂基复合材料的相关力学性能变化情况进行了总结归纳。     

碳纤维表面处理技术研究进展

介绍了在碳纤维增强树脂基复合材料中常用的碳纤维表面处理技术,以及不同处理方式对碳纤维力学性能及其增强的聚合物复合材料力学性能的影响。比较了各种表面处理技术的优缺点,并分析了碳纤维表面处理技术的发展趋势。目前,碳纤维的表面处理技术主要有电化学氧化法、偶联剂涂层处理、气相氧化法、液相氧化法和等离子体处理,其中,气相氧化法是目前比较常用的方法,电化学氧化法是目前唯一能够在碳纤维制备时可在线连续运行的技术,且经电化学氧化处理过的碳纤维增强树脂基复合材料的整体性能均得到提高。采用碳纳米管和石墨烯等碳纳米材料对碳纤维进行表面处理已成为新的研究热点,碳纤维表面处理的低成本化、绿色化和连续生产化将是今后的重点研究方向。     

碳纤维表面处理对CF/PP复合材料力学性能的影响研究

本文采用东丽碳纤维制备了碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料,对所制备复合材料的力学性能进行了研究,并进一步结合复合材料断面扫描电镜照片,研究了CF表面处理对复合材料拉伸强度和拉伸模量的影响。结果表明,对碳纤维进行强酸表面处理后,东丽碳纤维的增强效果明显。     

碳纤维表面处理对液体成型碳纤维增强MC尼龙复合材料力学性能的影响

本论文采用真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI),通过己内酰胺原位阴离子聚合的方法制备了连续碳纤维增强浇铸(MC)尼龙的复合材料,并系统研究了丙酮去浆处理、气相氧化处理、偶联剂处理和火焰处理四种不同碳纤维织物表面处理方式的碳纤维表面的O/C比和微观形貌以及复合材料的力学性能、表面形貌和碳纤维体积分数。结果表明:对碳纤维表面进行偶联剂涂层处理,此碳纤维制备的复合材料的力学性能较其他处理方式的碳纤维制备的复合材料而言力学性能最优,其拉伸强度达到595.5 MPa,弯曲强度达到330.7 MPa,层间剪切强度达到30.6 MPa;此条件下碳纤维表面的O/C比达到44.51%,复合材料的碳纤维体积分数达到51.4%。     

碳纤维的等离子体表面处理技术研究进展

碳纤维表面所固有的疏水性和化学惰性制约了碳纤维复合材料的界面性能。等离子体表面处理技术通过刻蚀、清洁以及引入表面活性基团等作用,较好地解决了碳纤维表面与树脂基体的界面结合,提高了碳纤维复合材料的性能。主要综述了低温等离子体表面处理技术对碳纤维表面物理化学结构以及复合材料力学性能的影响方面的最新研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

碳纤维/环氧树脂复合材料的改性及改性机理

介绍了碳纤维/环氧树脂复合材料中碳纤维的增强机理.综述了纳米材料、聚合物对碳纤维/环氧树脂复合材料的改性进展,并总结了相应的改性机理.探索新型柔和的碳纤维表面处理技术以及对碳纤维表面接枝将是碳纤维/环氧树脂复合材料改性的发展方向.     

体能训练器械引入改性碳纤维复合材料的性能测试研究

采用分子沉淀法在碳纤维表面接枝碳纳米管进行改性，制备了体能训练器械用碳纤维复合材料。对比分析了未改性和接枝改性碳纤维及其复合材料的显微形貌、拉伸性能和冲击性能。结果表明，碳纤维在接枝表面改性后，表面形成了含O和含N的官能团，且随着接枝层数增多，碳纤维表面接枝CNTs逐渐增多，未发生明显团聚。改性碳纤维的单丝拉伸强度、界面剪切强度会得到不同程度提高；经过接枝改性处理后，改性碳纤维复合材料的碳纤维复合材料的冲击形成功、裂纹扩展功和总冲击功都有不同程度提高，且随着接枝改性层数的增加，改性碳纤维复合材料的碳纤维复合材料的冲击形成功、裂纹扩展功和总冲击功都逐渐增大。接枝改性处理有助于提升碳纤维单丝和复合材料的力学性能。     

苯并噁嗪树脂基复合材料的制备及性能表征

本文采用氧等离子体对碳纤维表面进行活化,后用偶联剂接枝的方法对碳纤维表面进行处理。按照GB3357-82和GB3356-82,对复合材料层间剪切强度和弯曲强度进行测试并研究等离子体处理及偶联剂接枝对碳纤维/苯并噁嗪(Polybenzoxazine,PBOZ)复合材料界面粘接性的影响。通过XPS,SEM对碳纤维表面及复合材料断裂面形貌进行测试,分析界面粘接机制。研究表明,氧等离子体处理使碳纤维表面粗糙度和活性含氧基团含量增加,增加了纤维与树脂之间的粘接性;氧等离子体处理后再进行偶联剂接枝,碳纤维表面的含氧官能团增加,浸润性得到改善,提高了碳纤维/PBOZ复合材料界面粘接性能。     

热解沉积结合PAMAM接枝改性碳纤维表面

采用热解沉积结合聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)接枝的改性方式对碳纤维进行表面处理,对比了碳纤维原丝(CFs)、只经热解沉积处理碳纤维(PD-CFs)和沉积结合接枝处理碳纤维(PD-PG-CFs)的表面形貌、表面元素组成和质量分数、与极性液体和非极性液体的接触角、表面自由能的变化;制备了不同处理条件下碳纤维/环氧微复合材料,与未处理的碳纤维原丝相比,经热解沉积处理的碳纤维/环氧复合材料的界面剪切强度(IFSS)提高了26.87%,而经沉积结合PAMAM接枝处理碳纤维/环氧复合材料的IFSS则提高了38.81%。通过纳米压痕测试定量的表征了复合材料中碳纤维、热解碳层和树脂基体3者的模量,结果表明,热解碳层的模量介于碳纤维和树脂之间,它所起到的过渡层效应是复合材料界面性能得到改善的重要原因。     

沥青碳纤维／尼龙1010复合材料的研究

本文研究了沥青碳纤维经表面处理后,对尼龙1010复合材料力学性能的影响。表面处理使沥青碳纤维的表面产生不同程度的活化,此表面积增大,吸附能力提高,改善了碳纤维与尼龙树脂之间的界面粘接强度,提高了复合材料的抗拉强度。     

碳纤维增强聚合物界面相的研究进展

碳纤维增强聚合物具有重量轻、强度高、模量高、耐高温等优良性能,在国防、航空航天和高端民用产品领域具有广泛的应用前景。本文主要综述了碳纤维增强树脂基复合材料的表面特性,包含碳纤维的表面形貌和粗糙度、碳纤维表面的化学成分等,叙述了碳纤维增强复合材料界面结合强度的表征方法,介绍了碳纤维的表面改性方法,包含氧化处理、等离子体处理及化学气相沉积法等。     

碳纤维表面处理

本文主要综述了碳纤维表面性质及表面处理方法,通过表面处理能够达到提高碳纤维复合材料层间剪切强度的目的。     

臭氧处理对碳纤维表面及其复合材料性能的影响

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了碳纤维经臭氧(O3)氧化处理后表面元素组成及表面官能团的变化，结果发现，O3表面处理主要增加了碳纤维表面上的羟基或醚基官能团；研究了表面O3氧化处理对复合材料力学性能的影响，结果表明，碳纤维经O3氧化处理后明显改善了碳纤维与环氧树脂间的界面粘结，其复合材料的层间剪切强度明显提高。     

轨道车辆用碳纤维复合材料涂装工艺

介绍了碳纤维复合材料的水性涂料选型、表面处理、施工工艺和技术要求,总结了碳纤维复合材料水性透明涂层体系和水性复合涂层体系的施工参数.通过附着力试验证明了这2个体系的漆膜在碳纤维复合材料表面的附着力满足轨道车辆的使用要求.     

纤维表面处理对三维编织碳纤维增强尼龙性能的影响

分别考察了几种纤维表面处理方法对碳纤维表面和复合材料性能的影响。结果表明，纤维表面处理使碳纤维的表面更粗糙；经过处理后的碳纤维表面含氧量明显提高，改善了碳纤维与基体的浸润性；空气氧化处理方法的综合效果比较理想；γ射线辐照处理除冲击强度稍低于空气氧化处理外，其弯曲强度、弯曲弹性模量尤其是剪切强度均高于空气氧化法；空气氧化与偶联剂复合处理的复合材料剪切强度最高。     

等离子体表面处理在有机高分子材料中的应用研究

等离子体处理技术已经广泛的应用于各种表面处理领域,但在碳纤维树脂复合材料表面处理方面研究却很少。文中介绍了等离子体处理技术在高分子有机材料方面的应用现状,以及处理后材料表面润湿性、表面形貌、化学成分和粘结性等方面的影响。研究分析等离子体处理技术在碳纤维复合材料上的应用前景。     

碳纤维表面处理工艺综述

本文根据国外文献报导和本人从事碳纤维表面处理工艺研究的经验,系统归纳了碳纤维高温热处理、碳纤维电化学处理、碳纤维表面氧化处理、碳纤维表面化学处理的处理工艺、处理结果及强化纤维性能的机理,並指出如何根据实际需要,选择恰当的碳纤维表面处理工艺方法:从而对开展碳纤维表面处理工艺研究和发展碳纤维增强复合材料可提供一定帮助。     

PAN基碳纤维阳极电解氧化表面处理的研究

借助XPS、力学分析、SEM扫描电镜、傅立叶红外光谱 ,较系统地考察了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响。结果表明 :采用碳酸氢铵为电解质对碳纤维进行阳极电解氧化表面处理后 ,其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主 ;通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量 ,提高活性碳原子数与非活性碳原子数比 ,可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能 ,使碳纤维层间剪切强度提高 49% ,层间剪切强度达 85 .5MPa。     

粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响

采用二氧化碳超临界(scCO2)处理碳纤维(CF)表面的方法,研究了粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔(PAA)树脂复合材料界面性能的影响.处理前后的碳纤维通过XPS,AFM和表面能测量进行了表征.CF/PAA复合材料的界面力学性能通过层间剪切强度测试(ILSS)与断口形貌分析进行了评价.结果表明,scCO2处理前后碳纤维表面的化学组成基本上没有变化.随着碳纤维表面粗糙度的增加,CF/PAA复合材料的界面力学性能先增加后减小.其中粗糙度范围为30～45 nm的样品有最高的ILSS值,43.36MPa,比未处理的样品提高了44%.对复合材料的ILSS提高起主要作用的因素是碳纤维与PAA树脂的界面齿合作用.而齿合作用程度的不同主要是由于不同粗糙度而引起的碳纤维表面物理状态的不同.