隨著新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,碳纖維材料因其優(yōu)異的力學性能,并且具有輕質(zhì)、耐腐蝕、耐高溫等特點,在航空航天、軌道交通、風力發(fā)電、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到廣泛應用。但碳纖維表面較光滑,表面基團少,制備復合材料時界面粘結(jié)性能差,同時,碳纖維伸長率低,在織造過程中容易因為反復彎曲和摩擦發(fā)生斷裂。因此需要對碳纖維進行表面處理,增加纖維表面活性,提高表面粗糙度,改善碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的界面性能;同時通過上漿等手段提高碳纖維束的集束性,進而提高其織造性能。本課題旨在采用聚吡咯、碳納米管及水性環(huán)氧樹脂上漿劑對碳纖維單絲、碳纖維束、碳纖維織物三種不同尺度的碳纖維材料進行表面處理,并制備復合材料,研究處理前后碳纖維材料的性能變化,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:第一部分,分別用聚吡咯和聚吡咯-碳納米管處理碳纖維單絲,并對處理前后碳纖維單絲的界面剪切性能、表面形貌、表面化學性質(zhì)等進行測試和分析。結(jié)果表明:三氯化鐵的添加使吡咯形成聚吡咯,并很好地沉積在碳纖維表面;經(jīng)過聚吡咯和聚吡咯-碳納米管處理后的碳纖維單絲界面剪切強度較未處理相比分別提高35.8%和55.7%;掃描電子顯微鏡（SEM）圖像分析結(jié)果可以看出碳纖維表面被聚吡... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳纖維單絲直徑的測量：（a）測試

東華大學碩士學位論文2碳纖維單絲的表面處理及性能122.1.3碳纖維直徑的測量隨機從碳纖維束中分離出10根長度約為5cm的碳纖維單絲，將其兩端固定在載玻片上并蓋上蓋玻片，小心放置在偏光顯微鏡（NikonECLIPSELV100PDL）下進行觀察，如圖2.1所示。顯微鏡放大倍數(shù)設(shè)定為40倍，每根單絲隨機抽取10個不同的部位進行測量，計算10根碳纖維單絲直徑的平均值，作為碳纖維的最終直徑。（a）（b）圖2.1碳纖維單絲直徑的測量：（a）測試環(huán)境；（b）碳纖維單絲在顯微鏡下的照片2.1.4碳纖維去漿碳纖維表面原有的漿料可能會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，因此在對碳纖維進行表面處理前，需先對碳纖維進行去漿處理。如圖2.2所示，本研究中去漿采用丙酮回流法在通風櫥中進行，首先將碳纖維放置在索氏提取器中，再在底部的圓底燒瓶中加入丙酮溶液，75℃下回流6個小時，除去碳纖維表面的漿料和雜質(zhì)，隨后將碳纖維用去離子水清洗干凈，在溫度設(shè)置為80℃的烘箱中干燥6個小時，得到去漿后的碳纖維備用，把從其中抽取出的碳纖維單絲記為CF。圖2.2碳纖維去漿處理

東華大學碩士學位論文2碳纖維單絲的表面處理及性能122.1.3碳纖維直徑的測量隨機從碳纖維束中分離出10根長度約為5cm的碳纖維單絲，將其兩端固定在載玻片上并蓋上蓋玻片，小心放置在偏光顯微鏡（NikonECLIPSELV100PDL）下進行觀察，如圖2.1所示。顯微鏡放大倍數(shù)設(shè)定為40倍，每根單絲隨機抽取10個不同的部位進行測量，計算10根碳纖維單絲直徑的平均值，作為碳纖維的最終直徑。（a）（b）圖2.1碳纖維單絲直徑的測量：（a）測試環(huán)境；（b）碳纖維單絲在顯微鏡下的照片2.1.4碳纖維去漿碳纖維表面原有的漿料可能會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，因此在對碳纖維進行表面處理前，需先對碳纖維進行去漿處理。如圖2.2所示，本研究中去漿采用丙酮回流法在通風櫥中進行，首先將碳纖維放置在索氏提取器中，再在底部的圓底燒瓶中加入丙酮溶液，75℃下回流6個小時，除去碳纖維表面的漿料和雜質(zhì)，隨后將碳纖維用去離子水清洗干凈，在溫度設(shè)置為80℃的烘箱中干燥6個小時，得到去漿后的碳纖維備用，把從其中抽取出的碳纖維單絲記為CF。圖2.2碳纖維去漿處理

【參考文獻】：
期刊論文
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[8]碳纖維復合材料在航天領(lǐng)域的應用[J]. 李威,郭權(quán)鋒.  中國光學. 2011(03)
[9]Improved properties of carbon fiber paper as electrode for fuel cell by coating pyrocarbon via CVD method[J]. 謝志勇,金谷英,張敏,蘇哲安,張明瑜,陳建勛,黃啟忠.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(08)
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碩士論文
[1]環(huán)氧改性水性聚胺酯的合成及其在碳纖維上膠劑中的應用[D]. 劉占清.北京化工大學 2012



本文編號：3571987