國產(chǎn)T700碳纖維復合材料界面性能研究.pdf

1、碳纖維增強樹脂基復合材料由于自身優(yōu)異的性能，有著廣泛的應用領(lǐng)域。其界面影響著復合材料的力學的性能，因此界面研究受到人們的廣泛關(guān)注。本文針對國產(chǎn)MT700C碳纖維表面性質(zhì)及其復合材料的界面性能進行研究，旨在研究碳纖維表面組成、微觀結(jié)構(gòu)與復合材料界面性能三者之間的關(guān)聯(lián)性，為國產(chǎn)碳纖維樹脂基復合材料的推廣應用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導。
　　 本文選擇了國產(chǎn)MT700C碳纖維和東麗T700SC碳纖維進行了對比實驗。測定了碳纖維表面上膠劑的

2、含量，利用紅外、核磁分析了上膠劑主體成分;運用掃描電子顯微鏡和X-射線光電子能譜分別觀察了兩種碳纖維除膠前后的表面物理和化學狀態(tài)。利用接觸角測試儀測量TDE85樹脂對除膠前后兩種碳纖維的浸潤性能。采用Owens二液法計算兩種碳纖維的表面能。結(jié)果表明，兩種碳纖維的表面上膠劑的質(zhì)量分數(shù)均在1％左右。主體成分是雙酚A型環(huán)氧樹脂DGEBA。國產(chǎn)MT700C碳纖維表面存在溝壑，東麗T700C碳纖維表面光滑;并且國產(chǎn)MT700C碳纖維表面的O/C比

3、高，TDE85對其浸潤性好。經(jīng)過計算得到的國產(chǎn)MT700C碳纖維的表面能高于東麗T700SC碳纖維。
　　 采用萬能材料試驗機測定了三種樹脂體系（602、603和606）復合材料在干態(tài)和濕熱老化環(huán)境中的層間剪切強度，研究了復合材料的界面性能。結(jié)果表明，與T700SC/602和T700SC/603復合材料相比，MT700/602和MT700/603復合材料具有更高的干態(tài)層間剪切強度和界面粘結(jié)性能，但其濕態(tài)剪切強度的保留率反而比T7

4、00SC/602和T700SC/603復合材料的低，呈現(xiàn)較弱的界面耐濕性能。
　　 采用動態(tài)力學熱分析儀測定了三種樹脂體系（602、603和606）復合材料在干態(tài)和濕熱老化環(huán)境中tanδ的變化情況。結(jié)果表明，MT700C碳纖維與602、606樹脂形成的復合材料界面吸濕達到一定程度時，造成界面區(qū)域分相，tanδ出現(xiàn)了分峰，存在2個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。而603樹脂體系的復合材料的tanδ也出現(xiàn)了分峰現(xiàn)象，原因在于樹脂體系為兩種組分構(gòu)成并