環(huán)境惡化與能源危機(jī)使得輕量化材料在國(guó)際上受到越來越廣泛的重視。碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料因其輕質(zhì)、高比強(qiáng)和高比剛的特性成為輕量化技術(shù)的理想材料之一。然而,碳纖維表面光滑,惰性大,與樹脂基體的界面粘結(jié)通常較弱,而界面作為復(fù)合材料中纖維與樹脂基體聯(lián)結(jié)的“橋梁”,在很大程度上影響著材料最終的綜合力學(xué)性能。因此,開發(fā)一種簡(jiǎn)單高效的碳纖維表面改性處理方法,在不損傷纖維本體強(qiáng)度的前提下,有效改善碳纖維復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能,進(jìn)而提升復(fù)合材料的整體使用性能,對(duì)推動(dòng)碳纖維復(fù)合材料在新一代汽車、航空航天新材料、海洋科學(xué)等軍民領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用具有重大意義。本文以提高碳纖維/樹脂基復(fù)合材料界面性能為目標(biāo),分別設(shè)計(jì)和構(gòu)筑了聚（環(huán)三磷腈-co-4,4’-二羥基二苯砜）微球、聚（環(huán)三磷腈-co-4,4’-二羥基二苯砜）納米管改性的多尺度雜化碳纖維增強(qiáng)體,并研究了新型多尺度增強(qiáng)體對(duì)復(fù)合材料界面性能的影響規(guī)律,主要研究工作如下:（1）以六氯環(huán)三磷腈與4,4’-二羥基二苯砜為共聚單體,通過一步法原位聚合,將聚磷腈微球引入到纖維表面,構(gòu)筑了聚磷腈微球/碳纖維多尺度雜化增強(qiáng)體。聚磷腈雜化修飾層有效提高了纖維的表面粗糙度（Ra... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)浙江省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

碳纖維的應(yīng)用實(shí)例Figure1.1Applicationexamplesofcarbonfiber

汽車實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，減少環(huán)境污染。例如，車輛減重油效率提高 6-8%或使電動(dòng)車輛的續(xù)航里程增加 10%成為全球競(jìng)相研發(fā)的熱點(diǎn)[11]。根據(jù)目前發(fā)展趨勢(shì)，今需求將快速增長(zhǎng)，其中增長(zhǎng)最快的是高新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，飛機(jī)、大型風(fēng)電葉片、高壓容器、海洋工程和電子產(chǎn)，成為推動(dòng)碳纖維及其復(fù)合材料高速發(fā)展的“引擎樹脂基復(fù)合材料中起到加固強(qiáng)化的作用，可大大增加外力時(shí)，外界載荷通過碳纖維與樹脂之間的界面（連續(xù)碳纖維增強(qiáng)體。因此，界面作為復(fù)合材料中纖維傳遞的“橋梁”，對(duì)復(fù)合材料內(nèi)部應(yīng)力的傳遞、分散要的影響，一定程度上決定著碳纖維復(fù)合材料的整體觀動(dòng)態(tài)力學(xué)性能[35-37]。因而，碳纖維/樹脂基之間的纖維復(fù)合材料的綜合機(jī)械性能起著重要的、甚至是

圖 1.3 碳纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合材料界面化學(xué)鍵和示意圖ure 1.3 Chemical bonds schematic of carbon fiber/ thermosetting composites inter（2）機(jī)械鎖合機(jī)械鎖合，是指基體與表面凹凸不平的增強(qiáng)纖維通過嵌合與互鎖作用形界面粘結(jié)。樹脂基體嵌入纖維表面的粗糙微結(jié)構(gòu)，通過“釘扎”或“拋，增強(qiáng)界面粘結(jié)強(qiáng)度。有效的機(jī)械鎖合主要受纖維表面粗糙度及浸潤(rùn)性。通常，纖維表面粗糙度越大，潤(rùn)濕越好，纖維與樹脂之間嵌合部位越，則界面機(jī)械鎖和作用就越強(qiáng)[47]。 目前，有很多界面改性技術(shù)，也是發(fā)展起來的。根據(jù)此理論，本文對(duì)制備的碳纖維多尺度增強(qiáng)體進(jìn)行表面粗糙度的測(cè)試估表面粗糙度的改變對(duì)復(fù)合材料界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響。（3）浸潤(rùn)吸附

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對(duì)位芳綸纖維的多巴胺仿生修飾及硅烷偶聯(lián)劑二次功能化[J]. 李源,薩日娜,嚴(yán)巖,王文才,寧南英,田明.  橡膠工業(yè). 2016(01)
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[3]玻璃纖維樁表面經(jīng)聚多巴胺或硅烷化處理后的微推出粘接強(qiáng)度對(duì)比研究[J]. 陳倩,蘇永亮,蔡晴,白云洋,蘇靖,王新知.  北京大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2015(06)
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博士論文
[1]基于上漿法的界面設(shè)計(jì)及其對(duì)CFRP界面性能影響研究[D]. 張舒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
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[3]“球—棒”狀短碳纖維復(fù)合增強(qiáng)體設(shè)計(jì)及其環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料性能研究[D]. 李微微.上海交通大學(xué) 2011
[4]碳納米管/碳纖維多尺度結(jié)構(gòu)制備及其界面增強(qiáng)效果研究[D]. 梅蕾.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]微結(jié)構(gòu)環(huán)交聯(lián)型聚膦腈材料的制備與表征[D]. 朱路.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]Fe2O3/石墨烯可控排列對(duì)碳纖維復(fù)合材料界面影響研究[D]. 魏珺儒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



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