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碳纤维表面化学接枝改性的方法
来源:
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作者:pro10845f02
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发布时间: 2014-08-28
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碳纤维(CF)具有低密度，高比强度和比模量，耐高温，耐化学腐蚀，导热和导电性能优良，热膨胀系数小等特点，是一种重要的复合材料增强体，碳纤维以及碳纤维复合材料在航空航天、国防军工、机械制造等领域有广泛的应用。
碳纤维的力学性能与碳纤维和基体的界面粘结强度密切相关，良好的界面结合可以有效地传递载荷，从而提高材料的力学性能。但是，未经处理的碳纤维表面惰性大，与树脂基体的界面结合较弱，从而影响了碳纤维复合材料优异性能的充分发挥。通常要对碳纤维进行表面处理，改善其复合材料的界面粘结质量，从而提高材料的界面力学性能。
常用的碳纤维表面改性方法主要有化学气相沉积法、化学氧化及化学接枝等，这些方法都能不同程度地增加碳纤维的表面极性或比表面积，提高其与树脂之间的界面性能，但往往导致其力学性能的较大损失，并且操作繁琐，不易实施。例如化学氧化中应用最广泛的混酸氧化，使用浓硫酸和浓硝酸的混合物作为氧化剂，实验危险性高，操作繁琐，耗时长，纤维本体强度损失多在10%以上。
据恒志信网消息：为解决现有碳纤维表面改性方法导致碳纤维力学性能损失大的问题，国内最新研制成功一种而提供的一种碳纤维表面化学接枝改性的方法。
新技术的优点:
一、则是利用接枝到主链法，简写“Grafting-to”方法，选择带有特殊官能团，并作为树脂的交联剂和固化剂的六亚甲基四胺接枝到T300碳纤维表面，解决了一般改性方法导致碳纤维力学性能损失严重这一急待解决的问题，碳纤维表面化学接枝改性后单丝拉伸强度损失0.79%〜0.81%。
二、本发明碳纤维表面化学接枝改性后表面与基体存在机械啮合作用，且改性后的碳纤维表面有大量活性官能团，易于与基体形成化学键，提高了碳纤维的表面能及浸润性能，从而增强了复合材料界面的剪切强度，碳纤维表面化学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%,界面剪切强度由改性前64MPa〜64.9MPa提高到102MPa〜105MPa，提高了 59%〜61%。三、本发明成本低、危险性低、耗时短和易于实施。
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