碳纖維表面處理對室溫硫化硅橡膠復合材料性能的影響

 
       以分別經a-氨丙基三乙氧基硅烷( KH550)、濃硝酸、濃硝酸-KH550處理的短切碳纖維作為功能組分，制備室溫硫化硅橡膠復合材料，研究了碳纖維處理方法對復合材料的力學性能、熱性能和燒蝕性能的影響。結果表明，添加經濃硝酸-KH550連續處理碳纖維時，復合材料的性能最好；性能最佳復合材料的拉伸強度和撕裂強度分別為4.0 MPa和20.3 kN/m，起始分解溫度提高到509.3℃，而線燒蝕率和質量燒蝕率分別降低至0.148 mm/s和0. 062 g/s。
       硅橡膠按硫化溫度可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化( RTV)硅橡膠。其中，RTV硅橡膠因使用方便、成型簡易已廣泛應用于航空航天、建筑、電子電器等生產生活領域。未經改性的RTV硅橡膠強度很低，耐熱性與熱穩定性也很不理想，因此需對RTV硅橡膠進行改性以提高其使用性能。如利用硅氮化合物做為交聯劑，避免催化劑的使用，可提高硅橡膠的熱穩定性；在硅橡膠主鏈中引入環二硅氮烷改變生膠結構，則可阻止分子鏈的成環降解，從而提高橡膠的耐熱性；在RTV硅橡膠中加入納米碳酸鈣、碳納米管、石墨烯、二氧化錫金屬氧化物、白炭黑等填料也是提高其性能的有效手段。其中，碳纖維由于具有優異的力學性能、耐高溫性、耐腐蝕性和導電性等特點，是一種綜合性能較好的補強填料，而未處理的碳纖維表面呈惰性，與基體的黏結性不佳。利用氣相氧化法、液相氧化法等不同方法對碳纖維進行表面處理可改善其表面的惰性，使纖維與基體的黏結性提高，從而充分發揮碳纖維的補強作用。
       本文選取4—7 mm的短切碳纖維作為RTV硅橡膠的補強填料，研究了碳纖維的表面處理方法對復合材料力學性能、熱性能和耐燒蝕性能的影響。

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