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《工程塑料应用》 2013年03期
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碳纤维不同表面处理及其对聚三唑基复合材料界面性能的影响

程平  扈艳红  黄诚  杜磊  黄发荣  
【摘要】:采用高温处理、硝酸氧化、丙酮抽提上浆剂和氨水处理等方法对碳纤维(CF)进行表面处理,采用热压成型制备了CF增强聚三唑树脂(PTA)基复合材料,分析了CF表面处理前后的变化并研究了其对PTA/CF复合材料界面性能的影响。单丝拉伸强度测试结果表明,表面处理后的CF单丝拉伸强度均出现不同程度的下降;接触角测试结果表明,CF与水及PTA丙酮溶液的浸润性均变好;原子力显微镜分析表明,经丙酮抽提后CF表面粗糙度略有下降,而其它几种方法处理后的CF表面粗糙度均有不同程度的提高;X射线光电子能谱揭示高温处理主要是氧化去除CF表面上浆剂,硝酸主要是氧化CF,丙酮主要是物理抽提CF表面上浆剂,而氨水与CF表面发生了化学键合。不同的表面处理均可增加CF的极性,提高CF在PTA胶液中的浸润性能,增强与PTA基体的氢键合,改善CF与PTA基体的界面性能。与未表面处理CF相比,以上4种表面处理的CF增强PTA基复合材料的层间剪切强度均得到提高,提高幅度分别为47.0%,36.7%,63.3%和45.3%,其中氨水处理效果虽然低于丙酮抽提,但其条件温和,操作简便,是一种较好的CF表面处理方法。

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