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。     

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。     

上浆剂类型对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料性能影响

本文研究了乙烯基酯树脂固化工艺,并根据固化工艺制备出不同上浆剂的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料,并对复合材料进行了力学性能和热稳定性能测试,结果表明水性聚氨酯上浆剂碳纤维较水性环氧上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉伸强度提升了16%,弯曲强度提高10%,层间剪切强度提高19%,并采用扫描电镜(SEM)分析了两种上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的层间剪切断面的表面形态,发现聚氨酯上浆剂的碳纤维能够与乙烯基酯树脂有更好的界面结合性能。     

含碳纳米管上浆剂上浆改性碳纤维及其界面研究

碳纤维(CF)是一种高强度、高模量的高性能纤维,被广泛应用于复合材料中,但是纤维表面的活性官能团含量低,与基体之间的界面结合性能较差。本文利用含氨基化碳纳米管(NH_2-CNTs)上浆剂对光威GQ4922/12K型碳纤维表面进行改性,改善碳纤维与环氧树脂之间的界面结合性能。通过傅里叶红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、接触角和微脱粘对改性后的纤维表面组成、表面形貌、表面自由能和界面剪切强度进行分析,发现NH_2-CNTs可成功接枝到碳纤维表面,改性后纤维表面的氧(氮)元素含量增加,与水接触角从67.1°降低到50.5°,表面自由能从32.2 mN/m增加到了41.1 mN/m;界面剪切强度在氨基化碳纳米管质量浓度为0.6%时达到最大,相比未改性纤维从62.3 MPa提高到76.8 MPa,提高了23.3%。结果表明通过在上浆剂中引入氨基化碳纳米管,可以增加碳纤维表面活性,提高碳纤维与基体树脂的界面结合性能。     

自乳化环氧上浆剂对碳纤维复合材料性能影响

以过硫酸铵为催化剂,用不同相对分子质量聚乙二醇(PEG400、800、1000、1500、2000、4000、6000)与氢化双酚A环氧进行加成聚合反应,滴加去离子水制得改性环氧乳液。分别从乳液稳定性、化学结构、耐热性和复合材料表面以及断面形貌和力学性能表征上浆剂乳液及其复合材料性能。结果表明:PEG2000改性环氧乳液上浆剂稳定性与耐温性好,平均粒径0.866μm,经其处理后碳纤维复合材料的力学性能优异,界面结合能力强。     

含碳纳米管上浆剂改性碳纤维及其复合材料的研究

利用上浆法和含多壁碳纳米管(MWCNT)的上浆剂对碳纤维(CF)进行表面改性,采用手糊成型和热压成型工艺制备CF复合材料,借助扫描电子显微镜(SEM)和电子万能试验机研究MWCNT对CF表面形貌及复合材料力学性能的影响。结果表明,MWCNT在上浆剂中的分散状态会直接影响MWCNT在CF表面分布的均匀性、对CF的改性效果及CF复合材料的力学性能。质量分数为0. 5%MWCNT上浆剂对CF的改性效果较好,经0. 5%MWCNT上浆剂改性CF复丝的拉伸强度与去浆CF相比提高了70. 8%,改性CF复合材料的弯曲强度和层间剪切强度与去浆CF复合材料相比分别提高了42. 8%和72. 9%。     

一种碳纤维用热塑性上浆剂及其制备和使用方法

一种碳纤维用热塑性上浆剂及其制备和使用方法,它涉及碳纤维用溶剂型上浆剂及其制备和使用方法。本发明要解决现有的热塑性上浆剂制备过程复杂和使用时污染环境的问题。制备方法:将热塑性树脂、有机溶剂A和助剂混合,搅拌均匀,得到热塑性上浆剂,使用时,将碳纤维在热塑性上浆剂中浸渍,然后对上浆的碳纤维进行刮胶处理,之后将刮胶处理后的碳纤维在有机溶剂B中浸渍,最     

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。     

树脂基体中热塑性树脂含量对碳纤维环氧复合材料压缩性能的影响

制备了国产CCF800H碳纤维增强环氧树脂基复合材料,通过调控环氧树脂中的热塑性树脂增韧剂含量,探索增韧剂含量对树脂浇注体拉伸弹性模量的影响规律,并进一步研究增韧剂含量对碳纤维增强环氧树脂基复合材料纵向压缩性能的影响。结果表明,随着树脂基体中增韧剂含量的升高,环氧树脂浇注体拉伸弹性模量降低,其对应碳纤维增强复合材料单向层合板泊松比升高。增韧剂含量对单向复合材料压缩模量的影响不明显,但复合材料纵向压缩强度会随着增韧剂含量的升高而降低。     

碳纤维镀铜及其对铜基复合材料界面影响

碳纤维与铜之间的润湿性很差，导致碳纤维-铜复合材料的界面问题十分突出，给碳纤维增强铜基复合材料具有的优异性能带来很大的影响.用化学反应法在碳纤维表面镀铜,然后再与铜复合，可以有效地解决上述问题.但由于碳纤维具有纤细疏水、表面惰性的特点，对它镀铜很难.本文以CuSO₄为主盐，锌粉为还原剂，研究了4种不同类型添加剂: A（烷基苯磺酸盐）、B（烷基磺酸盐）、C（十二烷基脂肪酸盐）和D（十二烷基脂肪酸盐+乙酸钠）对碳纤维镀铜的影响.结果表明：D型添加剂最有利于碳纤维镀铜, 它能有效地解决碳纤维镀铜时经常发生的碳纤维束“黑心”问题.在实验中观察到整束碳纤维被均匀、连续地镀上了铜.通过扫描电镜观察：在镀铜碳纤维的断面上可以看到镀层和碳纤维结合得很牢固;在镀铜碳纤维与铜复合所得的复合材料中碳纤维与铜之间的界面结合得十分紧密.     

潜伏型上浆剂对CF与MAPP树脂界面作用的影响

本文制备了三种不同潜伏型交联剂含量的上浆剂,DH1.5%、DH3.0%和DH6.0%,通过处理上浆提高碳纤维(CF)与马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)树脂之间的界面作用。利用微脱粘实验表征复合材料的界面剪切强度(IFSS),并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征界面增强作用。结果表明:随着上浆剂中潜伏型交联剂含量的增加,复合材料的IFSS值也随之增加,当使用DH6.0%处理CF时,IFSS值达到7.42 MPa,相较于不做处理的CF/MAPP复合材料提高了204.1%。从FTIR和SEM的结果可知界面性能的提高是由于潜伏型交联剂会在复合材料界面处与CF、MAPP发生化学键合作用。     

碳纤维增强高性能热塑性复合材料界面改性的研究进展

碳纤维增强高性能热塑性复合材料因其卓越的机械性能、易加工、可回收再利用等优势在航空航天、国防军工、轨道交通等尖端领域应用广泛。界面是碳纤维增强高性能热塑性复合材料的薄弱环节,是影响其性能的关键因素之一。复合材料界面改性研究一直备受重视。本文总结了碳纤维增强高性能热塑性复合材料界面性能的影响因素,并重点介绍了碳纤维增强高性能热塑性复合材料界面改性的原理和方法。     

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。     

碳纤维上浆剂的研究进展

概述了碳纤维上浆剂的作用,综述了溶剂型、水溶性、水性乳液型及纳米粒子改性型碳纤维上浆剂的制备研究进展。     

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的研究现状

综述了国内碳纤维增强聚酰胺（PA6）、聚醚砜（PES）、聚碳酸酯（PC）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚砜酮（PPESK）,聚醚醚酮（PEEK）、热塑性聚酰亚胺（PI）等热塑性树脂基复合材料研究现状,对比了热固性树脂基复合材料与热塑性树脂基复合材料性能及成型工艺方面的差异,并对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型方法,碳纤维...     

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...     

碳纤维增强树脂复合材料界面效应的研究

在一立方厘米的碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)中,碳纤维(CF)与树脂的接触界面高达4000平方厘米左右。两相界面间的粘结程度是决定层问剪切强度(ILSS)的主要因素。CF经表面处理后,可改善两相间的粘接,从而使ILSS得到显著提高。用扫描电镜研究剪切断面已证实了这点。     

短碳纤维增强热塑性树脂复合材料的制备及其疲劳性能研究

采用注射成型的方法,以短切碳纤维为增强体,聚乙烯为基体制备了碳纤维增强热塑性树脂复合材料,并研究了碳纤维含量对该复合材料疲劳性能的影响,分析了短碳纤维增强热塑性树脂复合材料的断裂机理。结果表明,短碳纤维增强热塑性树脂复合材料的疲劳寿命随着碳纤维含量的增加而延长。     

碳纤维上浆剂的制备及增强聚酰胺6复合材料

采用己内酰胺(CPL)得到两端为羧基的改性聚酰胺6低聚物(LPA6),将其与环氧树脂反应制得环氧树脂乳液.通过在碳纤维表面沉积施胶剂后,提高了碳纤维表面的极性和表面能.测试结果显示,碳纤维的接触角较未上浆减小19％,碳纤维复合材料拉伸强度较未上浆提高17.7％,拉伸应变较未上浆提高了 16.7％,无缺口冲击强度较未上浆...