碳纖維表面處理及其對碳纖維聚芳基乙炔復合材料力學性能的影響

      聚芳基乙炔( PAA)是一種新型的熱防護材料，但PAA為非極性樹月匕|作為基體材料使用時存在著化學結構惰性，不易潤濕增強體——碳纖維( CF)的缺點。為此本工作對CF采用表面氧化處理后接枝丙烯酸的改性方案，研究與非極性基體相匹配的界面特性。結果表明，陽極氧化處理增加了纖維表面的極性官能團，提高了與丙烯酸的接枝反應能力，從而在碳纖維表面引入了與PAA相似的雙鍵結構，有利于改善CF PAA復合材料的界面結合，使碳纖維PAA復合材料的力學性能大幅度提高。

       聚芳基乙炔及其共聚物是一種新型的熱防護材料，其最大優勢在于它們是高交聯度的聚合物，在惰性環境中高溫下，僅有10%的揮發熱解產物，是一種理想的熱防護材料。但是從目前的報道來看，PAA樹脂盡管具有高成碳率、低孔隙率的優點，使其耐燒蝕性能遠遠優于目前采用的酚醛樹脂，但是它屬于非極性結構化合物，存在著與碳纖維浸潤性差以及基體固化后呈現脆性的缺點，因而界面粘接狀況難以達到預期的要求。為此增加碳纖維與PAA樹脂之間的浸潤性，從而改善CF PAA復合材料的界面結合狀況，是PAA樹脂將來應用于耐燒蝕材料領域的關鍵之一。

       國外對碳纖維改性技術的研究起步較早，目前針對碳纖維進行改性包括氣相氧化法、陽極氧化法涂層法和等離子體改性技術等，這些改性技術是針對環氧樹脂、酚醛樹脂等極性樹脂體系開展的，并且在一定程度上都達到了增加基體樹脂與碳纖維之間的界面粘接作用。但是針對非極性的PAA樹脂，是否仍需要高活性的纖維表面與其匹配，還是需要與基體樹脂結構相似的非極性表面，尚無明確的研究報道。為此，本工作從碳纖維表面改性的角度，選用丙烯酸作為表面涂層，通過碳纖維陽極氧化后接枝涂層的改性方法，研究了碳纖維表面
特性與PAA基體間界面粘接的關系，進而提高了復合材料的力學性能。

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