碳纖維環(huán)氧上漿劑的制備與性能研究.pdf

1、本文介紹了碳纖維上漿劑的發(fā)展概況、作用和主要制備方法，并以環(huán)氧樹脂為主漿料，制備了乳液型、水溶性和基于大分子乳化劑乳液型三種碳纖維上漿劑。探索了制備上漿劑最優(yōu)配方、工藝條件和影響上漿劑性能的因素。通過掃描電子顯微鏡、傅立葉紅外光譜、離心穩(wěn)定性、電子紗線耐磨儀、毛絲量、硬挺度、復合材料層間剪切強度等測試方法與手段，表征和測試了上漿劑對碳纖維表面形貌、后加工性能和環(huán)氧樹脂復合材料界面粘結的影響。
　　選用OP-10、Tween-80與

2、SDBS復配的乳化劑體系制備了碳纖維環(huán)氧乳液型上漿劑。當OP-10、Tween-80與SDBS復配比例為65∶25∶10，乳化劑用量為主漿料的9％，乳化轉速為9000 r/min，乳化溫度為70℃，加水速率為1 mL/min時，上漿劑乳液穩(wěn)定性好。經過該上漿劑處理的碳纖維耐磨性達到1992次，毛絲量為3.2 mg，硬挺度為77 mm。上漿碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的層間剪切強度達到44.51MPa，比未上漿碳纖維增強的復合材料提高了30

3、.72％。
　　利用二乙醇胺對酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51親水化改性制備了水溶性酚醛環(huán)氧樹脂并將該水溶性樹脂與烯丙基聚氧丙烯聚氧乙烯環(huán)氧基醚(AEPH)共混制備了水溶性碳纖維上漿劑。改性后樹脂的水溶性良好，經過該上漿劑處理的碳纖維耐磨性最高達到2051次，毛絲量最低為3.2 mg，硬挺度為介于65～75mm。上漿碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的層間剪切強度最高可以達到42.97MPa，比未上漿碳纖維增強的復合材料提高了26.19％。水溶性上漿

4、劑溶于去離子水后可以長期儲存，不存在破乳及析出現(xiàn)象，穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)的乳液型上漿劑。
　　通過AEPH、乙醇胺和E-51環(huán)氧樹脂之間的加成，合成了一種適用于乳化環(huán)氧樹脂的大分子乳化劑，并使用該乳化劑制備了乳液型上漿劑。當乳化劑用量為主漿料質量的25％，乳化轉速為8500r/min，乳化溫度為60℃，加水速率為1 mL/min時，上漿劑乳液穩(wěn)定性好。經該上漿劑處理后的碳纖維耐磨性達到2012次，毛絲量為2.1 mg，硬挺度為74 mm