碳纤维表面上浆处理及其水性上浆剂的研究进展

总结碳纤维表面处理的几种常用方法,分析碳纤维表面上浆的意义及作用效果,归纳碳纤维上浆用水性上浆剂的种类,并对碳纤维表面上浆处理的发展方向进行预测。研究发现,针对具体树脂品种的水性上浆剂的系统化研究,以及为提高碳纤维束或纱的可织性的新型水性上浆剂的制备及其上浆性能的研究,将是未来重要的研究方向。     

碳纤维复合材料界面反应动力学分析

为研究碳纤维表面涂层在制备复合材料过程中是否发生界面反应,采用测量反应焓的方法分析不同升温速率下树脂和固化剂、树脂和上浆剂、上浆剂和固化剂等体系的反应情况．实验结果显示,Kissinger方法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Crane方法求得的上浆剂和固化剂的系统活化能为47.25 kJ／mol,而树脂和固化剂的系统的活化能为49.64 kJ／mol．由此表明,碳纤维的表面涂层与固化剂是反应的,且碳纤维表面的涂层优先与固化剂发生反应．     

上浆剂使用浓度对碳纤维性能的影响研究

为了改善碳纤维表观性能及其复合材料界面性能,不同浓度的上浆剂用于碳纤维表面上浆．采用原子力显微镜（AFM）、动态接触角测试仪（DCAT）和微复合材料界面结合强度（IFSS）等研究了上浆剂浓度对碳纤维的表面形貌,表面能及对微复合材料界面性能和耐湿热老化性能的影响．实验结果表明：上浆剂的使用浓度对碳纤维表观性能影响较大．A...     

改性苎麻/聚丙烯热塑性复合材料界面及结晶性能研究

以新型生物酶改性技术对苎麻进行改性处理,与热塑性树脂基体聚丙烯复合制成改性苎麻/聚丙烯热塑性复合材料,分析研究改性苎麻与聚丙烯基体的界面浸润性能、苎麻体积含量、冷却方式等不同成型条件对苎麻/聚丙烯结晶性能的影响.     

碳纤维增强热塑性复合材料研究进展

系统介绍了碳纤维增强热塑性复合材料的研究进展,包括界面改性（物理改性和化学改性）、结构设计（仿生结构、三维编织结构和机械结构）和成型工艺（树脂传递模塑成型、自动铺放成型、长纤维增强热塑性树脂成型工艺、热压成型和3D打印成型）。最后,介绍了碳纤维增强热塑性复合材料在运载行业的应用和发展情况,并对其未来发展情况进行了展望。     

碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以ＡＬＮ和Ｙ２Ｏ３为烧结助剂,采用先驱体转化－热压烧结的方法制备了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料,研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响,结果表明：由于烧结时晶界液相和ＳｉＣ－ＡＩＮ固溶体的形成,当烧结温度为１７５０℃时,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能,当烧结温度升为１８００℃时,在复合材料密度增大的同时,其力学性能也大幅度提高,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达６９１．６ＭＰａ和２０．７ＭＰａ．ｍ＾１／２,复合材料呈现韧性断裂;进一步提高烧结温度至１８５０℃时,虽然复合材料的密度有所增加,但由于纤维／基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧,复合材料呈现典型的脆性断裂,其力学性能急剧降低;纤维／基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素,其中,纤维的脱粘与拔出是主     

水溶性上浆剂对 SiBN 纤维表面处理改性的研究

为了解决 SiBN 纤维在编织加工中毛丝量大、集束性差、耐磨性及拉伸力学性能低等问题，制备了水 溶性上浆剂，对纤维进行二次上浆表面处理。结果表明，该水溶性上浆剂不仅能够提升 SiBN 纤维的机械性能 与表面性能，而且制备简单，整体性能稳定。     

溅射功率对碳纤维及C/C膜界面复合材料性能的影响

室温下利用磁控溅射技术在碳纤维表面沉积碳膜,探究溅射功率对碳纤维及其复合材料性能的影响。结果表明:不同溅射功率改性后的碳纤维与改性前的碳纤维相比,石墨化程度、微晶尺寸均有一定程度的增大;随着溅射功率的增大,断裂强度和弯曲强度都呈现出先增大后减小的趋势,与改性前相比,断裂强度分别提高了27.14%(150W)、32.98%(250W)、18.89%(350W)、17.94%(450W),弯曲强度提高了28.66%(150W)、39.45%(250W)、8.49%(350W)、3.28%(450W);并且改性后的碳纤维增强复合材料在拉伸过程中会出现屈服阶段,不再是典型的脆性断裂,界面性能得到改善。     

电化学聚合对碳纤维表面及其复合材料性能的影响

采用电化学聚合法,分别以衣康酸、衣康酸/对氨基苯甲酸、邻苯二甲酸/双酚A为聚合单体,在碳纤维表面接枝聚合一层均匀聚合物。利用X光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、电子万能试验机,研究了经电化学聚合处理后的碳纤维的表面化学组成、表面形貌、复合材料断面形貌、浸润性及复合材料层间剪切强度(ILSS)的变化。研究结果表明,经电聚合处理后的碳纤维表面接枝上一层带有反应性官能团的聚合物,提高了碳纤维表面活性,与环氧树脂的浸润性提高,复合材料断面纤维拔出明显减少,ILSS明显提高,其中经衣康酸/对氨基苯甲酸处理后的碳纤维的ILSS提高了94%。     

碳纤维布-混凝土界面抗剪性能的试验研究

目的分析碳纤维复合材料(CFRP)-混凝土界面抗剪性能．方法针对由两种不同强度混凝土制成的、并采取不同粘贴方式进行CFRP补强的试件，进行了双界面抗剪性能测试，研究了界面剪切破坏机理．结果分析和比较了在混凝土强度及碳纤维布粘贴方式不同的情况下，界面抗剪性能的影响因素．结论实验结果表明，CFRP与混凝土粘结界面的抗剪强度、开裂过程以及CFRP布的应变与混凝土本身的性能以及CFRP粘结面积密切相关．混凝土自身强度越高，CFRP粘结面积越大，界面的抗剪能力越强。     

热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料研究进展

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热塑性树脂增韧环氧树脂研究现状进行了分析。研究发现：热塑性树脂增韧环氧树脂的共混体系从均相状态到高交联结构的固定相形态,这种转变极大程度提高了材料的性能。     

连续纤维增强热塑性复合材料成型工艺的研究进展

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)可循环使用,具有高比强度和比刚度、良好的耐腐蚀性、耐冲击性、耐热性、低成本以及设计灵活性,被广泛应用在汽车、船舶、航空航天、国防等领域。本文从纤维与基体出发,综述了CFRTP的加工工艺的研究进展。文章主要涵盖4方面的内容:首先介绍用于制造结构复合材料的典型热塑性基体和高性能纤维,然后介绍连续纤维的表面处理和连续纤维热塑性预浸料的制备;之后介绍CFRTP的热成型和树脂传递模塑(RTM)以及一些新开发的CFRTP成型技术,详细介绍有关工艺改进和参数优化的实验和数值研究;最后展望了CFRTP的未来研究重点及发展趋势。     

碳纤维空气氧化处理对聚合物基复合材料影响的机理

通过对碳纤维表面空气氧化处理后碳纤维表面物理，化学状态变化的研究，提出了提高聚合物基体与碳纤维的界面结合能力的有效方法，从而使碳纤维增强聚合物复合材料的综合力学性能得到显著提高。     

粘弹性界面对复合材料有效性能的影响

应用粘弹性对应原理分析计算了界面材料在剪切方面服从Burgers(四元件体）模型时,界面材料的粘弹性对单向纤维复合材料的有效性能的影响。结果表明,界面粘弹性只对单向纤维复合材料轴向剪切有效性能、横向有效性能产生对时间的依赖,而界面粘弹性对复合材料有效性能影响的大小与界面材料的特征时间大小有关。     

碳纤维复合材料原位增材制造设备与工艺

为了实现碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTC）高质高效原位增材制造,设计一种激光聚焦加热CFRTC原位增材制造平台,以单向连续碳纤维增强聚醚醚酮热塑性复合材料（T800 CF/PEEK UD）预浸带为原材料开展CFRTC成型工艺相关研究. 制备环形样件进行剪切强度测试表征,通过扫描电子显微镜观察样件的截面形貌,确立激光聚焦加热CF/PEEK的可行工艺参数窗口与较优工艺参数. 结果表明,CF/PEEK成型件强度受激光聚焦加热温度、成型速度影响较大,均表现出随激光聚焦加热温度与成型速度的增加,先增大后减小,当成型速度为30 mm/s和激光加热温度为450 ℃时,环形样件有较高的剪切强度,并且表现出较少的微观缺陷.     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

裂纹对碳纤维水泥基复合材料性能的影响

研究了裂纹对碳纤维水泥基复合材料导电性能和发热效果的影响规律。裂纹对碳纤维水泥基复合材料的电阻(率)有明显影响,裂纹长度越长,电阻增大得越多,电阻增大的幅度与试样原始电阻有关。在输入功率一定的情况下,裂纹长度越长,发热时在混凝土内部造成的温度分布越不均匀,裂纹尖端的温度越高,因此可根据温差的大小大致判断出混凝土中裂纹的长度。     

基于界面效应的碳纤维水泥基复合材料压敏性实验研究

碳纤维水泥基复合材料具有应变-电阻效应。通过碳纤维水泥基复合材料单丝拉伸实验,探究碳纤维水泥基复合材料载荷作用下电阻变化的主要因素。结果表明,在纤维拔出过程中,试样电阻随界面力增大而增大,界面力达到最大值时电阻迅速增大。试样电阻变化规律与界面结构变化一致,弹性变形导致的电阻变化可逆。碳纤维拔出过程中试样电阻的变化主要是由碳纤维—水泥基体界面因素引起的。     

碳纤维空气氧化处理对聚合物基复合材料影响的机理

通过对碳纤维表面空气氧化处理后碳纤维表面物理、化学状态变化的研究 ,提出了提高聚合物基体与碳纤维的界面结合能力的有效方法 ,从而使碳纤维增强聚合物复合材料的综合力学性能得到显著提高     

碳纤维增强热塑性复合材料结构件成型技术获突破

中国科学院宁波材料技术与工程研究所、化学研究所等单位联合承担的中国科学院知识创新工程重要方向项目“碳纤维增强热塑性复合材料结构件成型技术研究”通过了中国科学院科技发展促进局组织的验收。