碳纤维复合材料界面研究.pdfVIP

摘 要 为了改善碳纤维/环氧树脂复合材料的界面粘结性能，提高其耐热性能。利用溶 - (KH550) (TEOS) 胶 凝胶法，以硅烷偶联剂 和正硅酸乙酯 为前躯体，固体酸对甲苯磺酸 为催化剂，制备碳纤维的表面处理剂，利用该表面处理剂对碳纤维进行表面改性处理。 在此基础之上，将表面改性后的碳纤维与环氧树脂复合，制备碳纤维含量为 2.5%左 右的的复合材料，并对复合材料在不同温度环境下的力学性能和界面破坏行为进行研 究，探讨表面改性对改善复合材料界面、力学性能和热稳定性能的影响。 实验结果表明：碳纤维经过表面改性剂改性后，具有一定的修复作用，单丝强度 得到了提高。利用这类碳纤维制备的复合材料，界面的黏结性能和复合材料的热稳定 性有了明显的改善，在室温下表面改性剂对复合材料的纵向拉伸强度影响不大，但随 着环境温度的增加，表面改性处理对复合材料的纵向拉伸强度的影响明显增加，与未 处理的碳纤维制备的复合材料相比，经过硝酸表面处理的碳纤维制备的复合材料在 80℃的环境温度下，纵向拉伸强度提高了 20%以上；且复合材料的玻璃化温度和储能 模量有了明显提高。表明该表面处理剂处理碳纤维，对于改善复合材料的界面性能、 热性能等有明显的效果。 关键字：界面性能；高温；表面改性剂；耐热性；万能拉伸机；复合材料 Abstract Abstract AAbbssttrraacctt In order to improve the interfacial bonding properties of carbon fiber / epoxy composites and its heat resistance, novel method of surface modification for carbon fiber is proposed: through the sol-gel process using a silane coupling agent, tetraethoxysilane as the precursor, and P-toluene sulfonic acid as the catalyst, a surface layer with membrane-grain structure is formed after cured.Using the prepared surface agent to modify the carbon fiber.In this study,through the surface modification of carbon fiber and the technology of composite material preparation researched and improved the strength of the material, heat resistance and the composite binder interface are enhanced. The experimental results show that: when the carbom fiber ’s surface is modified by modification,its strengh has been enhanced and the fiber is repaired. Use of the preparation of this type of carbon fiber composite materials, the interface bond performance and thermal stability of composite materials has been d