碳纤维表面聚合物接枝改性的研究进展

碳纤维以轻质高强、耐热耐腐蚀、抗蠕变等优点成为十分重要的增强材料。但未经处理的碳纤维表面光滑、呈惰性、界面的粘结性差,需对其表面处理。聚合接枝改性具有不损坏基体、稳定性好且可以接枝特定聚合物等使它成为改性碳纤维的主要方法,详细综述了辐射接枝、光表面接枝、等离子接枝和化学接枝4种聚合接枝改性方法的研究与应用,并比较了它们的优缺点,为碳纤维表面改性研究提供了参考。     

PAN基碳纤维的表面改性研究

研究以ＮａＯＨ为电解质溶液，采用阳极氧化法对国产中强低模ＰＡＮ基碳纤维进行表面处理时，阳极氧化电流强度，时间和溶液浓度等因素对碳纤维力学性能的影响，并对力学笥能变化的原因进行了初步探讨。结果表明，控制适宜的阳极氧化条件可以提高碳纤维的拉伸强度。     

连续碳纤维增强聚酰胺6复合材料的研究

以拉挤熔融浸渍制备连续碳纤维增强聚酰胺6（CFRPA6）复合材料，通过改变碳纤维（CF）的长度和含量考察材料的各项性能。结果表明，复合材料中CF长度由2～4mm（短CF）增加到8～10mm（长CF），拉伸强度、弯曲强度和硬度最大增幅分别为25．7％、31．7％和3．1％；当CF含量为15％时，长CF增强PA6复合材料的冲击强度比短CF增强PA6提高了16．3％；与短CF增强PA6相比，在长CF含量为3％时，长CF增强PA6的吸水率降幅最大，为15．7％；但CF的长度对CFRPA6复合材料的线膨胀系数影响不大。随着CF的含量增加，除冲击强度外，其他性能均有改善。在CF含量为15％时，短CF增强PA6和长CF增强PA6的拉仲强度比纯PA6分别提高了101．7％和141．9％；弯曲强度比纯PA6分别提高了152．6％和196．2％；硬度比纯PA6分别提高了8．7％和12．1％。冲击强度比纯PA6分别下降了47．7％和39．2％。15％短CF和15％长CF增强PA6的吸水率均为1．3％，比纯PA6下降了31．8％。当CF含量为3％时降幅最大，短CF和长CF增强PA6的线膨胀系数分别下降了89．5％和84．2％。     

无机成核剂改性聚酰胺6/碳纤维复合材料的结构与性能

以钛酸钾晶须（PTW）、高岭土（Kaolin）和滑石粉（Talc）为成核剂,制备了无机成核剂改性聚酰胺6/碳纤维（PA6/CF/NA）三元复合材料。通过分析复合材料的力学性能、动态热力学性能、微观形貌、结晶行为、晶体结构、热性能等对其结构和性能进行了系统的研究。结果表明,加入Talc可以大幅提高PA6/CF复合材料的冲击性能,添加2%（质量分数,下同）的Talc时,复合材料的冲击强度提高了44.5%;Talc在挤出过程中能够充分解离成片层并均匀地分散在PA6基体中,PA6/CF/Talc复合材料中存在大量纤维拔出后形成的孔洞,片层与基体黏结较好;与PTW和Kaolin相比,Talc突出的异相成核作用可以显著提高PA6/CF复合材料的结晶温度,并促进PA6形成更为完善的晶体结构。     

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.     

剑麻纤维的表面改性及其复合材料的研究进展

简述了剑麻纤维的组成、结构及力学性能,并总结了剑麻纤维表面改性的几种方法,包括物理方法：热处理、酸碱处理、有机溶剂处理;化学方法：改变表面张力、界面偶合、表面接枝聚合。同时论述了剑麻纤维的表面改性对复合材料力学性能的影响。     

建筑用碳纤维复合材料的增强改性与性能研究

采用挤出注塑工艺制备了碳纤维复合材料,研究了氧化石墨烯（GO）含量和短切碳纤维（SCF）增强对碳纤维复合材料表面形貌、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,不同含量氧化石墨烯处理的SCF试样表面可见断续分布、均匀分布和局部富集的氧化石墨烯。氧化石墨烯在SCF外包裹有助于抑制聚丙烯树脂结晶并提升导热性;随着GO含量升高,GO-SCF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度先增大后减小,在GO含量为0.5%时取得最大值;PP、GO0.5-PP和GO1-PP的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大,而GO0.5-SCF/GO0.5-PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度要高于GO-SCF/PP复合材料,且具有最佳的综合力学性能。     

PBO纤维表面改性技术研究进展

结合聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维分子结构特点和表面特性,综述了PBO纤维化学法、共聚改 性、偶联剂处理、等离子处理、电晕处理和辐射处理等表面改性技术的研究进展。     

合成革用聚酰胺纤维的改性研究进展

介绍了国内外合成革用聚酰胺(PA)纤维的改性技术现状,主要是通过物理改性、化学改性或生物改性,改善PA纤维或其合成革基布的抗菌性能、阻燃性能、抗静电性能以及染色性能等;详细阐述了PA纤维或织物的物理改性和化学改性方法,如共混改性、共聚改性、静电纺丝、接枝改性、等离子体处理及织物后整理等;指出生物改性合成革用PA纤维将具有更广阔的发展前景。     

表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影响

采用电化学氧化法和氨气法分别对碳纤维(CF)进行表面处理后,用双螺杆挤出机共混造粒和注塑成型制备CF/PA66复合材料,研究了表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影向。结果表明:随着CF含量的增加,CF/PA66复合材料的耐磨损性能提高;对CF进行表面处理,可提高CF/PA66复合材料的耐磨损性能,氨气法得到的CF/PA66复合材料的耐磨损性能优于电化学氧化法,当添加CF质量分数为15%时,其体积磨损速率比电化学氧化法的约降低48%。     

碳纤维化学镀镍表面改性的初步研究

为提高碳纤维的电磁防护性能,以化学镀镍法对碳纤维进行表面改性。采用SEM及EDS对镀层进行了表征,测试了化学镀镍碳纤维的电磁屏蔽效果。结果表明:所得Ni-P合金镀层均匀,厚约1μm。正交排布的化学镀镍后的碳纤维在2～18GHz内的电磁波反射衰减达到-20dB。     

聚酰胺的络合改性研究进展

综述了碘、无水氨、金属氯化物及稀土等络合改性聚酰胺制备高性能聚酰胺纤维的研究进展;比较了各类络合剂的改性效果,目前氯化钙、稀土是具有前景较好的络合改性剂;指出聚酰胺的络合改性研究应系统探讨聚酰胺与各种络合剂之间的配位机理、发掘新的改性方法。     

ACF表面改性及其脱除氮氧化物的研究进展

介绍了活性炭纤维(ACF)的表面官能团及其对ACF表面性质的影响;详述了ACF的氧化还原改性、微波射线改性、等离子等改性方法;综述了ACF表面改性在氮氧化物脱除中的应用,指出了ACF既可作为催化剂也可作催化剂载体,催化还原氮氧化物,但后者技术需进一步研究,ACF表面改性赋予其高性能是今后研究方向。     

涤纶表面改性研究的进展

介绍了近年来国内外涤纶表面改性的原理、方法、应用以及各种常用表征方法。对等离子体处理方法的3个方面的应用做了详细阐述;介绍了紫外光接枝方法的原理、应用,以及近年来对该方法的改进;阐述了碱处理的原理、应用及近年来的发展趋势。     

电子束辐射接枝对PAN基碳纤维的表面改性

采用电子束加速器辐射接枝方法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,研究了接枝单体种类对接枝率及其环氧树脂基复合材料力学性能的影响,分析了辐射接枝前后PAN基碳纤维的表面形貌与化学结构以及其复合材料界面断口的形貌变化。结果表明:电子束辐射接枝改性的PAN基碳纤维表面粗糙度增加,表面活性官能团增多,与树脂的机械锲合作用增强,其树脂基复合材料断口表而较为平整;乙二胺/水溶液体系是辐射接枝改性的理想溶液,在200 kGy的电子束辐射下,PAN基碳纤维表面的接枝率为6.66%,复合材料的层间剪切强度提高了45.1%。     

Influence of carbon fiber surface treatments on the structure and properties of conductive carbon fiber/polyethylene films

Effects of carbon fiber (CF) surface modification on the crystalline structure and both electrical and mechanical properties of conductive CF/high‐density polyethylene (HDPE) films were studied. Three different types of surface‐treated CF, epoxy‐sized, unsized, and sized but thermally treated, were considered. It was found that the uniformity of the transcrystalline zone around CF and the overall crystallinity of the polyethylene matrix decreased when epoxy‐sized CF was used. Epoxy‐sized CF caused a significant reduction not only in electrical resistivity and temperature coefficient of resistivity (TCR) but also tensile strength and coefficient of linear thermal expansion (CLTE) of composite films compared with that of unsized or sized CF that was thermally treated. We observed the systematic changes of TCR and CLTE values in accordance with CF surface modification and CF content in composite films. It was concluded that thermal expansion of the polymer matrix is the main reason for the positive TCR of CF/HDPE films. As the most probable reasons for decreased resistivity and strength of the CF/HDPE films with epoxy‐sized CF, the diffusion of epoxy sizing agent into the polyethylene matrix and the formation of loosened semiconductive interphase structure in the film are considered. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 84: 2040–2048, 2002; DOI 10.1002/app.10500     

PBO纤维及其改性的研究进展

简述了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的结构与性能;详述了PBO纤维的改性研究进展。PBO纤维的改性主要是改善其抗压性能和表面粘结性能。提高微纤间相互作用或交联等方法可提高PBO纤维的压缩强度;通过酸处理、偶联剂处理、等离子体处理及电晕处理等方法可提高PBO纤维的表面粘结性能。指出表面改性仍将是PBO纤维改性研究的重点。