采用偶聯劑對短切炭纖維表面改性，然后和聚四氟乙烯（PTFE）粉料混合，冷壓成型，燒結固化等手續制備了短切炭纖維增強PTFE復合材料。研究了不同類型偶聯劑，其最佳用量和表面改性的工藝條件。結果表明，復合材料的力學性能和耐化學腐蝕性能均優于同類材料。
炭纖維自六十年代開發成功以來，由于其優異的力學性能和不可代替的某些特性而得到了突飛猛進的發展，它被廣泛應用于要求輕質、高彈性模量，高強度和耐腐蝕的特殊領域。炭纖維一般不單獨使用，而是和樹脂及其它基體材料制成復合材料。在樹脂基復合材料中采用環氧樹脂為基體時，可有效地提高其比剛度；采用酚醛樹脂和聚酰亞胺為基體時，則主要是考慮其耐熱穩定性和耐燒蝕性；最近幾年又相繼對聚酰胺，聚碳酸脂等基體的復合材料進行了研究。聚四氟乙烯(PTEF)樹脂以耐腐蝕、耐磨、耐熱、電絕緣性和自潤滑性等箸稱，若用短切炭纖維增強制成復合材料，密度僅為鋼材的四分之一，而強度、彈性模量、摩擦系數、耐化學腐蝕性等均遠遠好于鋼材，也優于其它復合材料。然而，這方面近幾年來開發研究甚少，究其原因主要是找不到一種適宜的成型方法，另外所得材料的力學性能也不很高。
近期研究表明，短切炭纖維在增強聚四氟乙烯時，由于炭纖維表面過于光滑，且其彈性模量越高，其表面越光滑，以致復合材料的某些力學性能得不到提高，嚴重影響該類材料的開發和應用。為此，國內外學者曾采用氧化法如臭氧化處理、硝酸處理、空氣氧化處理和陽極氧化處理來改善炭纖維表面的粗糙度，同時炭纖維在氧化的過程中在其表面還能生成某些活性基團，以提高結合力；另外也有采用晶須化法，即在1 100℃～1700℃的高溫下使炭纖維表面生長出一些單晶的晶須，以增大纖維和基體間的接觸面積，從而改善樹脂和纖維之間的結合力。但是由于這類方法成本較高，目前炭纖維的表面處理多以空氣氧化法和陽極氧化法為主，但表面改性效果不很明顯。
針對上述問題，本文系統地研究了用偶聯劑使短切炭纖維表面改性的有關工藝過程。通過界面相理論和單分子層分布理論的研究，有效地提高短切炭纖維表面與聚四氟乙烯基體間的結合力。實驗表明：短切炭纖維經偶聯劑表面改性后，可適當提高復合材料的力學性能和耐化學腐蝕性，從而有可能擴大其應用領域。
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短切碳纖維表面改性及其聚四氟乙增強烯復合材料性能的研究.pdf
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