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碳纖維表面化學(xué)接枝改性的方法
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時(shí)間: 2014-08-28
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碳纖維(CF)具有低密度，高比強(qiáng)度和比模量，耐高溫，耐化學(xué)腐蝕，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，是一種重要的復(fù)合材料增強(qiáng)體，碳纖維以及碳纖維復(fù)合材料在航空航天、國(guó)防軍工、機(jī)械制造等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
碳纖維的力學(xué)性能與碳纖維和基體的界面粘結(jié)強(qiáng)度密切相關(guān)，良好的界面結(jié)合可以有效地傳遞載荷，從而提高材料的力學(xué)性能。但是，未經(jīng)處理的碳纖維表面惰性大，與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合較弱，從而影響了碳纖維復(fù)合材料優(yōu)異性能的充分發(fā)揮。通常要對(duì)碳纖維進(jìn)行表面處理，改善其復(fù)合材料的界面粘結(jié)質(zhì)量，從而提高材料的界面力學(xué)性能。
常用的碳纖維表面改性方法主要有化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)氧化及化學(xué)接枝等，這些方法都能不同程度地增加碳纖維的表面極性或比表面積，提高其與樹(shù)脂之間的界面性能，但往往導(dǎo)致其力學(xué)性能的較大損失，并且操作繁瑣，不易實(shí)施。例如化學(xué)氧化中應(yīng)用最廣泛的混酸氧化，使用濃硫酸和濃硝酸的混合物作為氧化劑，實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性高，操作繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，纖維本體強(qiáng)度損失多在10%以上。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：為解決現(xiàn)有碳纖維表面改性方法導(dǎo)致碳纖維力學(xué)性能損失大的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)最新研制成功一種而提供的一種碳纖維表面化學(xué)接枝改性的方法。
新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
一、則是利用接枝到主鏈法，簡(jiǎn)寫(xiě)“Grafting-to”方法，選擇帶有特殊官能團(tuán)，并作為樹(shù)脂的交聯(lián)劑和固化劑的六亞甲基四胺接枝到T300碳纖維表面，解決了一般改性方法導(dǎo)致碳纖維力學(xué)性能損失嚴(yán)重這一急待解決的問(wèn)題，碳纖維表面化學(xué)接枝改性后單絲拉伸強(qiáng)度損失0.79%?0.81%。
二、本發(fā)明碳纖維表面化學(xué)接枝改性后表面與基體存在機(jī)械嚙合作用，且改性后的碳纖維表面有大量活性官能團(tuán)，易于與基體形成化學(xué)鍵，提高了碳纖維的表面能及浸潤(rùn)性能，從而增強(qiáng)了復(fù)合材料界面的剪切強(qiáng)度，碳纖維表面化學(xué)接枝改性后表面能由改性前29.5mN/m?30.2mN/m提高到54mN/m?56.2mN/m,提高了 83%?86.4%,界面剪切強(qiáng)度由改性前64MPa?64.9MPa提高到102MPa?105MPa，提高了 59%?61%。三、本發(fā)明成本低、危險(xiǎn)性低、耗時(shí)短和易于實(shí)施。
