工藝條件下上漿劑對碳纖維與樹脂浸潤、粘結特性的影響

       本文實驗研究了復合材料成型工藝條件下上漿劑對碳纖維／樹脂浸潤和粘結特性的影響規律，考察了去劑前后碳纖維與樹脂的動態接觸角，以及上漿劑對碳纖維表面形貌、表面粗糙度和表面活性的影響。在此基礎上，分析了上漿劑自身及其與環氧樹脂的化學反應性，結果表明，成型工藝條件下上漿劑可溶解并擴散到樹脂體系中，改善碳纖維與樹脂的浸潤性，并影響碳纖維／樹脂的界面粘結性能。這一實驗結果對于指導國產碳纖維上漿劑的研究和復合材料的工藝優化具有重要參考價值。

       在碳纖維生產過程中，通常會對碳纖維進行上漿處理，即在纖維表面涂覆一層薄的聚合物層。上漿劑一方面可保護纖維，防止纖維吸附空氣中的雜質和水分，保護纖維表面活性基團；另一方面具有集束功能，便于加?。煌瑫r可改善碳纖維的浸潤性能，便于樹脂浸漬，減少復合材料的制備時間，提高產品質量。為獲得高性能的復合材料，針對碳纖維／上漿劑與上漿劑／樹脂雙界面的研究具有極其重要的作用。

       目前，國內外報道研究了上漿劑對碳纖維表面、纖維／樹脂浸潤和粘結性能的影響，其中NurselDilsiz等研究表明上漿劑在微觀尺度上可改變纖維的表面形貌，認為纖維表面    能和表面官能團是影響纖維／樹脂界面性能的重要因素；哈丁大黃玉東組研究了纖維與環氧涂層間物理化學作用對碳纖維強度的影響，結果表明纖維表面氧和氮元素隨處理溫度升高而發生變化，元素含量變化對碳纖維強度的影響歸因于碳纖維的表面缺陷。EdithMader[13]等發現上漿劑可提高玻璃纖維的拉伸強度和疲勞強度，從而進一步影響復合材料的力學性能。以上的研究結果表明上漿劑可影響纖維／樹脂的界面性能，但對上漿劑影響的物理化學機理沒有得到充分揭示，尤其工藝條件下上漿劑對碳纖維與樹脂的浸潤和粘結性能的影響鮮有報導。

      本文研究了工藝條件下上漿劑對碳纖維與樹脂的浸潤和粘結性能的影響，以期深入分析上漿劑的影響原因。采用掃描電子顯微( SEM)、X射線光電子能譜( XPS)分析帶漿和不帶漿纖維的表面物理化學性質；采用動態接觸角法( DCAT)考察了纖維去劑前后的浸潤性能；另外，借助原位紅外在線分析了上漿劑與樹脂在工藝條件下的官能團變化，并用界面剪切強度( IFSS)評價了上漿劑對纖維樹脂界面性能的影響。

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