碳纤维用上浆剂研究进展

论述了碳纤维生产过程中的碳纤维上浆剂及碳纤维上浆后的性能表征的近期研究进展。     

国产碳纤维上浆剂的比较

探索了不同类型国产上浆剂对碳纤维接触角、表面能、耐磨性、表面微观形态等物理特性的影响。结果表明:使用YJ上浆剂的碳纤维的硬挺度、耐磨性比使用FD、HIT的好,使用HIT上浆剂的碳纤维的外观、丝束幅宽比YJ的好。     

不同种类碳纤维上浆剂的研究

实验并讨论了几种不同类型上浆剂对碳纤维复合材料的影响。分别从乳液稳定性、复合材料力学性能、表面形貌和冲击断面形貌进行考察,结果表明：聚丙烯醇乳液上浆剂稳定性好,经其处理后的碳纤维复合材料力学性能优异,其界面结合能力强。     

两种碳纤维上浆剂的比较

测试并比较了某国产上浆剂和进口上浆剂的黏度、表面张力、粒径等性能,研究了两种碳纤维上浆剂对聚丙烯腈基碳纤维表面形貌、耐磨性、水接触角、表面能、拉伸强度等性能的影响.结果表明,国产上浆剂固含量高、黏度高、粒径小,进口上浆剂黏度低、表面张力小、粒径分布窄.采用国产上浆剂上浆后的碳纤维,接触角为56.701°,毛丝量为0.1...     

碳纤维上浆剂的研究进展

碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)具有高的比模量、比强度、耐腐蚀等优异性能,近年来被广泛应用于航空航天、船舶、风力发电等领域.由于碳纤维表面非极性、活性基团极少等原因导致与基体树脂界面结合差,进而影响CFRP的整体力学性能,因此研发适用于不同树脂的上浆剂具有重大意义.文中综述了近年来适用于不同树脂基体(环氧树脂、乙烯基...     

碳纤维用水性乳液上浆剂的研究现状

简述了碳纤维用水性乳液上浆剂的制备、应用和性能表征手段的研究现状.介绍了相似相容和界面层理论在上浆剂主剂树脂选择方面的应用,说明了乳化剂、固化剂和纳米材料等原料的添加对上浆剂性能的影响,阐述了上浆剂乳液制备中自乳化法和相转乳化法的选择方法,以及表面处理和上浆处理工艺及工艺参数的优化方法.总结了应用于上浆剂乳液、上浆纤维...     

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。     

上浆剂种类及含量对碳纤维表观性能的影响

研究了不同含量下一种单组分上浆剂及三种复合型上浆剂对碳纤维表观性能的影响,通过对碳纤维宽度、硬度、摩擦系数、毛丝量、开纤性、复合材料界面结合形貌等的分析比较,得出碳纤维表观性能与上浆剂种类及含量的关联性变化规律,并结合TOARYT700SC-12K测试值给出适合于工业生产的参考值,生产中上浆剂含量一般控制在1.0±0.3%,碳纤维(T300/700-12K)的表观性能一般控制在:宽度为7±1mm,硬度为10±2cm,摩擦系数为0.16±0.05,开纤性为2.0±0.3,毛丝量不高于3mg;结果进一步表明多组分复合型上浆剂在碳纤维获得可控的表观性能上优于单一组分上浆剂,为碳纤维表观性能的可控方法提供借鉴。     

聚丙烯腈基碳纤维用环氧树脂上浆剂的比较

用两种环氧树脂上浆剂对国产聚丙烯腈基碳纤维进行上浆,测试和比较了两种环氧树脂上浆剂对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维耐磨性、与水接触角、表面能等性能以及拉伸强度、伸长率、层间剪切强度(ILSS)等力学性能的影响。上浆剂中主体成分环氧树脂相对分子质量不是影响碳纤维层间剪切强度的决定性因素。     

环氧型碳纤维上浆剂的制备与表征

本文成功制备了一种环氧型碳纤维上浆剂。以聚乙二醇6000(PEG6000),聚乙二醇400(PEG400)和环氧树脂E51为原料,成功备出两种具有不同亲水亲油平衡(HLB)值的乳化剂PEG6000-E51-PEG6000和PEG400-E51,使用红外光谱分析仪及核磁共振波谱仪对其结构进行了表征。然后将两种不同HLB值的乳化剂按一定比例复配对环氧树脂进行乳化,通过调节乳化剂的含量和乳化机的转速,最终确定出PEG6000-E51-PEG6000和PEG400-E51两种乳化剂质量复配比为7∶1,乳化剂用量为40%,乳化转速为7 000 r/min制备出的上浆剂粒径和稳定性最好;对自制上浆剂和使用自制上浆剂上浆后的碳纤维进行热稳定性、毛丝量、扫描电子显微镜(SEM)和层间剪切强度等一系列测试,证明自制上浆剂的热稳定性良好,成功上浆后的碳纤维比未上浆的碳纤维的集束性明显提高,且单丝的层间剪切强度也提升了25%。     

碳纳米材料在碳纤维上浆剂中的应用

简述了碳纤维上浆剂的分类及作用,重点介绍了碳纳米材料在碳纤维上浆剂中的应用,包括碳纤维上浆剂中碳纳米材料对上浆剂稳定性、碳纤维表面特性及碳纤维复合材料界面性能的作用。碳纤维上浆剂可分为溶剂型、乳液型、水溶性上浆剂,采用上浆法可以通过碳纤维上浆工序直接将碳纳米材料引入碳纤维表面。通过对上浆剂中的碳纳米材料进行改性,引入带同种电荷的官能团,可降低上浆剂乳胶粒子的团聚,提高上浆剂的稳定性,增加碳纤维表面粗糙度和改变碳纤维表面化学组成,增强碳纤维复合材料界面的物理锚定作用与化学键合作用,提高碳纤维复合材料的界面性能。指出通过化学键将改性碳纳米材料接枝到上浆剂主浆料分子上,可以缓解碳纳米材料的团聚,使碳纳米材料更均匀地包裹在碳纤维表面,进一步改善碳纤维表面特性和复合材料界面性能,这是未来碳纳米材料上浆剂研究的重要方向之一。     

上浆剂对CF/EP界面粘结的影响

本文通过单纤维碎裂法，分别对未上浆及不同上浆剂处理的碳纤维与基体的界面粘结性进行表征。结果表明，不同上浆剂对界面粘结的影响不同。含活性基团较多的上浆剂可改善界面粘结，而含活性基团较少的上浆剂反而会使其减弱。     

折光法在碳纤维上浆剂浓度分析中的应用

利用折光法测定碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂乳浊液中固体的含量。结果表明,折光法检测上浆剂固含量质量浓度在0％～15％范围内有良好的线性关系,R^2为1．0000,相对标准偏差为0．19％-0．68％,回收率为99．6％-100．4％。该方法灵敏,准确,重复性好,可用于碳纤维上浆剂固含量的实时监测,具有较强的实践指导意义。     

碳纤维上浆剂及其对复合材料界面性能的影响研究进展

首先介绍了碳纤维上浆剂的作用及分类,将上浆剂主要分为溶液型、乳液型、水溶型3类并指出了各自的特点。然后综述了上浆剂的制备及其与环氧树脂、聚丙烯、聚醚酮类树脂、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚酰胺等树脂基体的匹配情况,着重介绍了上浆剂对复合材料界面性能的影响。最后指出高性能化、多功能化、进一步细分化将是碳纤维上浆剂未来发展的重点。     

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。     

碳纤维用上浆剂、使用该上浆剂的碳纤维上浆方法、上浆剂处理过的碳纤维和使用该碳纤维的编织物

本发明涉及以质量比在1／6～1／3的范围内含有水溶性热塑性树脂和两性表面活性剂的碳纤维用上浆剂、使用含有上述上浆剂的上浆液处理碳纤维的碳纤维上浆方法、在其表面附着有上述上浆剂的上浆处理过的碳纤维、和至少一部分使用该碳纤维的编织物。本发明的碳纤维用上浆剂，在大范围pH区域中的水溶解性良好，能够赋予碳纤维在稳定制成切短碳纤维形态时充分的集束性、优异的加工性、和在大范围pH区域水中的良好的等分散性。本发明的编织物，由于对于大范围pH区域的水具有亲和性，所以适用于使该编织物浸渍在水系基质中进行含浸的用途。     

不同预处理方式的纳米粒子改性碳纤维上浆剂研究进展

在制备碳纤维(CF)复合材料时,通常对CF进行上浆处理来改善复合材料界面结合力弱的问题。使用纳米粒子对CF上浆剂进行改性,并使二者协同提高复合材料界面结合性能成为当今研究热点。为改善纳米粒子(如SiO₂、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米管)在改性CF上浆剂时存在的团聚问题,对纳米粒子采用物理间隔或化学接枝等方式进行预处理。指出了纳米粒子经物理间隔或化学接枝处理后在改性CF上浆剂时的局限性,并对环保型纳米粒子改性CF上浆剂的研究趋势进行展望。     

炭纤维用上浆剂

1.前言 CF是一种有发展潜力的重要材料,是新型的化工材料,美、英、日、德等技术发达的国家倍为重视炭纤维的技术开发和科研应用,我国CF研制应用起步较晚,处于认识摸索阶段,也正待开拓进取。众人皆知CF的资源丰富,具有较高的开发使用价值和优异的性能,如质轻,高强度,高模量,高热稳定性,化学稳定性强等,而赋予CF以强大的生命力、炭丝并不单独使用,常制成复合材料在原子能、机电、化工、冶金、运输、建材等工业部     

碳纤维上浆改性及其增强聚合物材料研究进展

介绍了针对不同树脂基体制备碳纤维(CF)上浆剂的方法,并探讨CF上浆改性对CF增强聚合物基复合材料(CFRPC)界面性能及力学性能的影响。根据不同树脂基体类型综述了CF表面上浆后增强环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜及聚酰亚胺等聚合物材料的力学性能和界面粘结强度的变化情况。最后指出,针对不同树脂基体开发专用上浆剂,在CF生产过程中采用专用上浆剂对CF进行上浆处理,以实现CF生产完成后即可制备界面性能和力学性能优异的CFRPC,是CF上浆改性研究的未来发展方向。     

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。