表面處理碳纖維增強聚酰亞胺復合材料力學性能

      采用空氣氧化法和硝酸氧化法對碳纖維進行表面處理，研究了碳纖維(CF)增強熱塑性聚酰亞胺(TPI)復合材料的力學性能。采用Bochm滴定方法測定了經過硝酸處理后CF表面酸性官能團數量。結果表明：CF表面酸性官能團的數量隨著濃硝酸處理時間的增加而增加；濃硝酸處理效果比空氣氧化好，當濃硝酸處理CF的時間為20 rnin時，CF/TPI復合材料拉伸強度和彎曲強度分別提高10%和14%，XPS表明此時CF表面活性官能團比未處理增加35. 89%。AFM表明，濃硝酸對CF表面刻蝕溝明顯；SEM表明，CF與TPI基體之間形成良好的界面，CF起到了增強效果。

      聚酰亞胺以其優異的耐高、低溫，耐腐蝕，自潤滑性能，以及突出的力學性能受到國內外的普遍關注。而熱塑性聚酰亞胺(TPI)相比熱固性聚酰亞胺具有更好的加工性能，可以一次成型結構復雜的制品，TPl及其復合材料對滿足航空航天、電子工業等領域對尖端材料的需求具有重要意義。

      碳纖維(CF)以其高比強度、耐磨損、耐疲勞、熱膨脹系數小以及自潤滑等優異性能成為重要的增強材料之。但是由于碳纖維表面呈惰性，與樹脂基體的相容性差，限制了其增強作用，甚至能引起復合材料自身缺陷，因此在碳纖維使用時一般對其進行表面改性。王軍祥等利用空氣氧化處理CF增強尼龍，關新春等液相氧化CF增強水泥石性能，王玉國等利用表面處理三維編織碳纖維增強環氧復合材料力學性能，丁美平等利用不同方法處理CF增強PTFE復合材料，都是通過改善CF表面物理或者化學性質，使CF和樹脂之間形成良好的界面結合，從而充分發揮碳纖維的增強作用。

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