以鄰苯二甲酸酐、聚乙二醇2000和環(huán)氧樹脂E51為原料,制備了水性環(huán)氧樹脂型上漿劑,使用真空袋成型工藝制備了碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。分別從熱穩(wěn)定性、接觸角表面自由能、碳纖維表面形貌及其復(fù)合材料斷面形貌和力學(xué)性能等方面研究了上漿后的碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料性能。結(jié)果表明:上漿劑分解溫度在300℃左右時(shí),上漿后的碳纖維熱穩(wěn)定性好;與水的接觸角從71.4°降低到65.1°,表面自由能從32.2 mN/m增加到了38.9 mN/m;其環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度（ILSS）在上漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6wt%時(shí)達(dá)到最大值（88.6 MPa）,相比未上漿碳纖維（80.3 MPa）提高了10.3%。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

水性環(huán)氧樹脂型上漿劑合成路線

采用真空袋成型工藝,主要工藝處理如圖2所示。首先將脫模劑均勻地涂抹在玻璃板上,待脫模劑風(fēng)干后重復(fù)3次。稱取一定質(zhì)量的環(huán)氧樹脂E51和環(huán)氧固化劑T31置于燒杯中,并放在烘箱中升溫至70 ℃,待粘度下降后,將環(huán)氧樹脂E51與環(huán)氧固化劑T31按照5∶1的質(zhì)量比進(jìn)行混合,使用攪拌機(jī)均勻攪拌后,置于烘箱中加熱至90 ℃固化15 min后取出備用。將碳纖維布整齊地放置在玻璃板上,在碳纖維布上覆蓋一層聚酰亞胺膜,兩端用導(dǎo)管連接閥門。將聚酰亞胺膜與玻璃板用膠帶進(jìn)行連接后,一端打開閥門,接入真空泵開始抽真空并排查體系是否密閉良好。確認(rèn)體系氣密性后,將另一端導(dǎo)管插入樹脂與固化劑的混合液中,打開閥門讓樹脂和固化劑混合液流入體系中,待樹脂和固化劑混合液充盈整個(gè)體系后關(guān)閉兩端閥門。拔下兩端導(dǎo)管,將灌注好樹脂的模具放入烘箱中,在120 ℃的條件下固化4 h后,取出冷卻進(jìn)行脫模處理。2.4 分析表征

上漿劑紅外光譜曲線如圖3所示。相比聚乙二醇,中間產(chǎn)物在1770 cm-1處出現(xiàn)了新的酯鍵特征峰,在3476 cm-1處羥基特征峰有所減弱,在1150 cm-1處的C-O特征峰有所增強(qiáng),說明第一步酸酐與羥基正確反應(yīng)生成了目標(biāo)中間產(chǎn)物。比較改性前后環(huán)氧樹脂E51,改性后3486 cm-1處羥基特征峰有所增強(qiáng),916 cm-1處環(huán)氧基特征峰減弱,1157 cm-1處的醚鍵特征峰明顯增強(qiáng),說明環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基和中間產(chǎn)物的羥基進(jìn)行開環(huán)反應(yīng),反應(yīng)正確進(jìn)行并生成最終目標(biāo)產(chǎn)物。3.2 碳纖維上漿前后熱穩(wěn)定性分析

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本文編號(hào)：3069370