為滿足生產(chǎn)、生活及國防領(lǐng)域的發(fā)展需求,需要不斷優(yōu)化和調(diào)控先進(jìn)復(fù)合材料的性能。復(fù)合材料中界面相的結(jié)構(gòu)與界面相的厚度,會對復(fù)合材料的最終性能產(chǎn)生巨大影響,因此設(shè)計并控制復(fù)合材料的界面十分必要。碳纖維在復(fù)合材料領(lǐng)域的作用至關(guān)重要,但其相對平滑的惰性石墨片層和較低的表面能使其作為增強(qiáng)體與聚合物基體的浸潤性能差,無法實現(xiàn)良好黏合。為了增加碳纖維表面的活性官能團(tuán)含量,同時提高引入的官能團(tuán)與聚合物基體的反應(yīng)活性,研究者們通過酰胺反應(yīng)將具備大量活性氨基基團(tuán)的分子接枝到碳纖維表面。但發(fā)生酰胺反應(yīng)所需要的肽縮合試劑通常具有強(qiáng)烈毒性,反應(yīng)過程也較為復(fù)雜,因此本文利用枝化聚乙烯亞胺和氧化石墨烯,以更為環(huán)保、便捷和快速的方式對碳纖維進(jìn)行表面改性,制備出枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維和氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體,并研究相應(yīng)的界面性能變化機(jī)理。本文的主要研究內(nèi)容如下:通過靜電作用制備了枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體;通過XPS驗證枝化聚乙烯亞胺與碳纖維的連結(jié)方式為化學(xué)鍵合;測試其表面能得知枝化聚乙烯亞胺的引入使碳纖維表面能增加了90%以上,改善了碳纖維與聚合物基體的浸潤性能;結(jié)合XPS分析結(jié)果、表面能的變化趨... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 復(fù)合材料的界面理論與界面控制
        1.2.1 復(fù)合材料界面理論
        1.2.2 復(fù)合材料增強(qiáng)體與基體在界面處的結(jié)合方式
        1.2.3 復(fù)合材料對界面的要求
    1.3 碳纖維表面改性的研究進(jìn)展
    1.4 碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的研究進(jìn)展
        1.4.1 碳納米管接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體
        1.4.2 Zn O納米線接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體
        1.4.3 高分子接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體
    1.5 石墨烯增強(qiáng)碳纖維的研究進(jìn)展
    1.6 聚乙烯亞胺高分子的性質(zhì)及應(yīng)用
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 實驗材料及實驗儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗所用儀器
    2.2 碳纖維增強(qiáng)體的制備
        2.2.1 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維增強(qiáng)體的制備
        2.2.2 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的制備
    2.3 碳纖維增強(qiáng)體本體性能表征方法
        2.3.1 表面形貌分析
        2.3.2 表面化學(xué)狀態(tài)分析
        2.3.3 表面能與浸潤性能分析
    2.4 碳纖維增強(qiáng)體界面力學(xué)性能表征方法
第3章 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的設(shè)計與界面性能研究
    3.1 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的設(shè)計
    3.2 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的形貌表征
    3.3 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的表面化學(xué)狀態(tài)表征
        3.3.1 碳纖維的表面氧化
        3.3.2 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體
    3.4 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維增強(qiáng)體的浸潤性能表征
    3.5 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的界面力學(xué)性能研究
        3.5.1 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維增強(qiáng)體的界面剪切強(qiáng)度表征
        3.5.2 枝化聚乙烯亞胺接枝碳纖維增強(qiáng)體的界面增強(qiáng)機(jī)制研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的制備與界面性能研究
    4.1 氧化石墨烯接枝碳纖維的設(shè)計及反應(yīng)參數(shù)調(diào)控
        4.1.1 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的設(shè)計
        4.1.2 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的反應(yīng)控制
    4.2 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的表面化學(xué)狀態(tài)表征
        4.2.1 氧化石墨烯與枝化聚乙烯亞胺的反應(yīng)方式
        4.2.2 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體
    4.3 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的表面浸潤性能表征
    4.4 氧化石墨烯接枝碳纖維跨尺度增強(qiáng)體的界面力學(xué)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3181697