碳纤维热塑性上浆剂研究进展

本文介绍了国内外碳纤维上浆剂状况和碳纤维上浆工艺,重点总结了针对热塑性树脂基体开发的三种碳纤维上浆剂(溶剂型热塑性上浆剂、水溶性热塑性上浆剂和乳液型热塑性上浆剂),并对三种碳纤维上浆剂的优缺点进行了归纳。最后,对热塑性上浆剂的研究进行了展望。     

热塑性碳纤维上浆剂的研究进展

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料具有优异的韧性和抗冲击性能,以及预浸料无贮存时间限制、成型周期短、易回收再利用等诸多优势,在军、民用领域具有巨大的应用前景。界面是决定复合材料综合性能的关键因素之一,热塑性上浆剂是目前制约碳纤维热塑性复合材料成型和使役性能的关键瓶颈。总结了碳纤维与热塑性树脂基体的界面作用机理,介绍了热塑性碳纤维上浆剂的作用、类型、制备方法及性能。     

新型乳化剂对苯丙乳液性能的影响

采用半连续法制备苯丙乳液,通过改变乳化剂的种类和用量,比较了新型乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯（10）醚（ANPEO10）、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯（10）醚单磷酸（ANPEO10-p1）和聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵盐（C0436）对乳液性能的影响。结果表明,用乳化剂ANPEO10制得的乳液冻融稳定性和聚合稳定性较好;而用ANPEO10-P1和CO436制得的乳液稀释稳定性较好;乳液的黏度随着乳化剂用量的增加而增大,且用ANPEO10-P1制得的乳液黏度相对较低;这3种乳化剂所制备的乳胶膜都具有良好的耐水性。     

耐热型热塑性上浆剂研究进展

目前,针对热固性上浆剂体系的研究较成熟,但热固性上浆剂的分解温度较低,无法满足碳纤维增强热塑性树脂基复合材料（CFRTP）对加工温度的要求,所以研发耐热型热塑性上浆剂对提高CFRTP的综合性能意义重大。本文介绍了上浆剂的作用和近年来国内外耐热型热塑性上浆剂常用的主浆料,指出了国外聚氨酯、双马来酰亚胺和尼龙6等热塑性树脂基体的上浆剂已相继取得产业化的现状。重点综述了溶剂型、乳液型和水性上浆剂的制备方法及研究成果,并总结了3类上浆剂的优缺点。最后指出溶剂型上浆剂存在环境污染、资源浪费和安全隐患等缺陷,研发与树脂相容性好、环境友好的乳液型和水性上浆剂以及优化二者的制备工艺将是下一步工作的重点。     

水乳液乳化剂的选择

文章介绍了适用于水性乳液体系的乳化剂的分类,各类乳化剂的性质特点,如浊点、克拉夫温度等.此外还介绍了选择乳化剂时常用的RHLB法及优缺点,以及复合乳化剂与单一乳化剂、高分子乳化剂与低分子乳化剂的性能比较及其优点.最后总结了水乳液乳化剂的选择方法,即先确定RHLB,选择不同乳化剂复配出HLB等于RHLB的若干种复合乳化剂,在其中挑选最优品种.     

碳纤维热塑性树脂上浆剂及其对复合材料界面的影响

研究一种适用于碳纤维增强热塑性树脂的水性乳液上浆剂。考察了上浆剂的粒度、浸润性、贮存稳定性、耐酸碱稳定性、热稳定性以及上浆后碳纤维的毛丝率;并通过实验对上浆处理前后碳纤维表面形貌的观察和单丝界面剪切强度的分析。结果表明,聚氨酯质量分数为1%和乳化剂质量分数为0.8%的上浆剂,粒径小、分散均匀和具有良好的稳定性,经上浆处理后的碳纤维与树脂基体的界面剪切强度从40.2 MPa提高到了51.9 MPa。     

乳化剂对有机硅改性丙烯酸酯乳液性能的影响

以丙烯酸酯、八甲基环四硅氧烷为主要原料，阴离子型和非离子型表面活性荆为复合乳化荆，通过种子乳液聚合法制备了有机硅改性丙烯酸酯乳液；由透射电子显微镜可观察到乳胶粒子呈明显的核壳结构。讨论了乳化荆种类及用量对聚合反应及反应体系稳定性、乳液稳定性、乳胶粒子的粒径及形态、聚合反应转化率、乳液粘度的影响。结果表明，复合乳化剂中阴离子型与非离子型乳化荆的质量比为2：1时最好．乳化剂的最佳用量为4％．     

上浆剂粒径对碳纤维性能的影响

采用不同粒径的上浆剂,测试其粒径,并观察其稳定性;对不同种类的碳纤维进行上浆处理,测试SEM图像、展纱率、毛丝量、复丝拉伸强度、复合材料拉伸强度和层间剪切强度。结果表明：粒径在100 nm以下的上浆剂稳定性最优,放置一年内粒径没有明显变化;粒径在1 000 nm以下的上浆剂在碳纤维表面的分布较均匀;粒径在1 000 nm以下上浆剂的碳纤维的展纱率一般,毛丝量较低;使用粒径在1 000 nm以下上浆剂的碳纤维层间剪切强度较高;使用三种粒径上浆剂的碳纤维拉伸强度相差不明显,说明拉伸强度与上浆剂的关系较小;干喷湿纺碳纤维的层间剪切强度明显低于湿纺碳纤维。     

乳化剂对丙烯酸酯乳液及涂膜性能的影响

采用种子预乳化半连续法工艺合成丙烯酸酯乳液,分析对比了乳化剂结构类型、乳化剂用量、乳化剂加入方式及种子液添加量对丙烯酸酯乳液及涂膜性能的影响。研究结果表明:采用阴/非离子复配型乳化剂,且主乳化剂为阴离子反应型乳化剂时,乳液的聚合稳定性和单体转化率较高。     

乳化剂体系对乳液压敏胶粘剂性能的影响

利用三种不同的乳化剂体系合成丙烯酸酯乳液压敏胶粘剂,研究了乳化剂体系对产物分子量,分子量分布以及对压敏胶各项性能的影响。结果表明,用阴离子乳化剂Ⅰ制得的乳液具有较高的平均分子量,持粘性好,但乳液的稳定性较差,而用复合乳化剂Ⅲ制备的乳液的平均分子量较低,持粘性差,但乳液的稳定性好,用复合乳化剂Ⅱ制备的乳液具有较好的综合性能。     

可聚合乳化剂对丙烯酸乳液性能的影响

用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸-2-羟丙酯作主单体，丙烯酸作功能单体合成了水性涂料用纯丙乳液，比较了常规乳化剂和可聚合乳化剂对丙烯酸酯乳液性能（包括聚合稳定性，化学稳定性等）的影响，同时用透射电镜观察了粒子形态。结果表明：使用可聚合乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯（10）醚硫酸铵（DNS-86），能有效改善乳液的性能。     

耐高温PPBES溶液型碳纤维上浆剂的制备及性能

碳纤维增强高性能树脂基复合材料具有质轻、耐腐蚀性、力学强度高等特点,提升树脂与纤维界面强度可以优化复合材料综合性能。利用杂萘联苯聚芳醚树脂所具有的优异溶解性,选择氯仿∶N-甲基吡咯烷酮=2∶8混合溶液作为溶剂,制备耐高温溶液型上浆剂。通过对碳纤维进行上浆操作,在碳纤维表面包覆杂萘联苯聚芳醚砜树脂基团,纤维表面活性增加,当溶液上浆剂质量浓度为1.0%～1.5%时,树脂在碳纤维表面分散性较好,通过对比使用不同上浆剂的碳纤维增强树脂基复合材料的界面性能,使用浓度为1.5%的溶液上浆剂处理后的碳纤维相较于脱浆碳纤维,玻璃化转变温度从未处理的214℃提升至223℃,损耗因子从未处理的0.38下降到0.33,所制备的复合材料弯曲强度提升了12.0%,层间剪切强度提升了11.1%,证明溶液型上浆剂的使用提升了纤维与树脂间的界面性能。综上,溶液型上浆剂的使用能够提升碳纤维的表面活性,进而提升复合材料的弯曲强度、界面剪切强度,且提升效果优于市售常见环氧上浆剂,加工方便,有着广阔的市场应用前景。     

一种耐高温的乳液型碳纤维上浆剂及其制备方法和用途

正本发明公开了一种耐高温的乳液型碳纤维上浆剂及其制备方法和用途,该耐高温的乳液型碳纤维上浆剂含有2%~40%的耐高温的环氧树脂、0~97.5%的水和0.5%~15%的表面活性剂,所述耐高温的环氧树脂是指分子中含有至少两个环氧基的化合物。本发明的上浆剂具有耐高温的特性,用本发明的上浆剂上浆的碳纤维,在制成碳纤维复合材料后,碳纤维与基体树脂之间起到界     

新型环保复合乳化剂对苯丙乳液性能影响

采用间歇式预乳化聚合工艺,选用环保型阴非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚硫酸铵（DNS-525）和非离子乳化剂烷基醇聚氧乙烯醚（EFS-470）替代传统的烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）乳化剂,并与交联单体复配成助剂1和助剂2。采用多因素正交小试实验考察三个因素（助剂1、保护胶体PVA1788、助剂2）对JS防水涂料用的苯丙乳液性能的影响,用FTIR对其结构进行表征。试验表明：新型复配乳化剂能大大提高乳液的稳定性,减少乳化剂的用量;助剂1对胶乳性能影响最大,助剂2次之,保护胶体PVA1788最小,并得到最佳的工艺参数;以此优化工艺参数为依据,制备出稳定性和涂膜弹性优异的苯丙乳液,该乳液和水泥粉料以1.4：1混合,制备出涂膜拉伸强度为2．1MPa,断裂伸长率为200％的高性能JS防水涂料。     

乳化剂对高硅含量硅丙乳液的性能影响

引入乙烯基三异丙氧基硅烷（C-1706）对丙烯酸酯乳液进行改性,选用反应性乳化剂与阴离子乳化剂、非离子乳化剂复配,考察了乳化剂、有机硅单体、反应温度等因素对乳液的性能影响。通过测试乳液的固含量、吸水率、钙离子稳定性、机械稳定性、稀释稳定性、黏度及红外光谱来表征乳液的性能。结果表明：采用后交联的方法制备乳液,当乳化剂总量为4％,有机硅用量为15％时,乳液综合性能最佳。     

十二烷基磺酸钠相反转乳化剂对环氧乳液性能的影响

采用相反转法制备环氧乳液,利用光学显微镜研究了乳化剂对乳液粒径的影响。试验结果表明:同一温度下,乳化剂十二烷基磺酸钠的用量为1wt%时,所得乳液的平均粒径最小,稳定性最好;乳化剂用量不变,乳化温度为80℃时,乳液的综合性能最佳。     

乳化剂链段结构对环氧乳液性能的影响

为了研究乳化剂的结构对乳液的粒径、稳定性及漆膜性能的影响。采用不同相对分子质量的聚乙二醇和环氧树脂 E-20、以不同投料比（环氧基和羟基的物质的量比）反应制备了非离子环氧乳化剂,并用相反转法制备了环氧 E-20乳液,采用 ¹H NMR、GPC、DSC表征了乳化剂的结构,研究了其对乳液的粒径、稳定性的影响。用制备的乳液配制了防腐涂料并进行性能测试。结果表明：聚乙二醇相对分子质量为 8 000、投料比为 1. 7∶1时得到的乳化剂制备的环氧乳液稳定性最好,平均粒径为 766 nm,漆膜具有良好的理化性能和耐中性盐雾性。     

反应性乳化剂对丙烯酸酯乳液压敏胶性能影响的研究

选择了几种不同的乳化剂体系,采用预乳化种子聚合工艺,制备了丙烯酸酯乳液压敏胶.比较了常规乳化剂和反应性乳化剂对乳液的各项物理性能,胶膜的耐水性、力学性能以及压敏胶的初黏力、持黏力、180°剥离强度等的影响,并进行了分析.研究结果表明:与常规乳化剂相比,使用反应性乳化剂(Er-30、Se-10N复配体系)能显著提高胶膜的耐水性,并对单体转化率、持黏力、180°剥离强度等性能有所改善,获得综合性能较好的乳液压敏胶.     

可聚合乳化剂对苯丙乳液胶粘剂性能的影响

采用可聚合乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86),通过半连续法合成了苯丙乳液胶粘剂,探讨了可聚合乳化剂用量的变化对所制备的苯丙乳液胶粘剂性能的影响。结果表明:与常规乳化剂相比,用可聚合乳化剂合成苯丙乳液胶粘剂时,单体转化率提高;初粘力增加较大;随可聚合乳化剂用量增加,乳胶粒平均粒径减小,且皆呈单分散性。当可聚合乳化剂用量为单体总量的2．0％时,制得的苯丙乳液胶粘剂耐水性和粘接性最好,综合性能优异。     

乳化剂复配体系对苯丙微乳液性能的影响

在乳液聚合中,乳化剂的选择和用量对乳液的性能至关重要。本文主要研究了苯丙微乳液聚合中乳化剂复配种类、含量和复配比对乳液性能的影响。