環(huán)境惡化與能源危機使得輕量化材料在國際上受到越來越廣泛的重視。碳纖維增強樹脂基復合材料因其輕質、高比強和高比剛的特性成為輕量化技術的理想材料之一。然而,碳纖維表面光滑,惰性大,與樹脂基體的界面粘結通常較弱,而界面作為復合材料中纖維與樹脂基體聯(lián)結的“橋梁”,在很大程度上影響著材料最終的綜合力學性能。因此,開發(fā)一種簡單高效的碳纖維表面改性處理方法,在不損傷纖維本體強度的前提下,有效改善碳纖維復合材料的界面粘結性能,進而提升復合材料的整體使用性能,對推動碳纖維復合材料在新一代汽車、航空航天新材料、海洋科學等軍民領域的發(fā)展和應用具有重大意義。本文以提高碳纖維/樹脂基復合材料界面性能為目標,分別設計和構筑了聚（環(huán)三磷腈-co-4,4’-二羥基二苯砜）微球、聚（環(huán)三磷腈-co-4,4’-二羥基二苯砜）納米管改性的多尺度雜化碳纖維增強體,并研究了新型多尺度增強體對復合材料界面性能的影響規(guī)律,主要研究工作如下:（1）以六氯環(huán)三磷腈與4,4’-二羥基二苯砜為共聚單體,通過一步法原位聚合,將聚磷腈微球引入到纖維表面,構筑了聚磷腈微球/碳纖維多尺度雜化增強體。聚磷腈雜化修飾層有效提高了纖維的表面粗糙度（Ra... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院寧波材料技術與工程研究所)浙江省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

碳纖維的應用實例Figure1.1Applicationexamplesofcarbonfiber

汽車實現(xiàn)節(jié)能減排，減少環(huán)境污染。例如，車輛減重油效率提高 6-8%或使電動車輛的續(xù)航里程增加 10%成為全球競相研發(fā)的熱點[11]。根據(jù)目前發(fā)展趨勢，今需求將快速增長，其中增長最快的是高新產(chǎn)業(yè)領域，飛機、大型風電葉片、高壓容器、海洋工程和電子產(chǎn)，成為推動碳纖維及其復合材料高速發(fā)展的“引擎樹脂基復合材料中起到加固強化的作用，可大大增加外力時，外界載荷通過碳纖維與樹脂之間的界面（連續(xù)碳纖維增強體。因此，界面作為復合材料中纖維傳遞的“橋梁”，對復合材料內(nèi)部應力的傳遞、分散要的影響，一定程度上決定著碳纖維復合材料的整體觀動態(tài)力學性能[35-37]。因而，碳纖維/樹脂基之間的纖維復合材料的綜合機械性能起著重要的、甚至是

圖 1.3 碳纖維增強熱固性樹脂復合材料界面化學鍵和示意圖ure 1.3 Chemical bonds schematic of carbon fiber/ thermosetting composites inter（2）機械鎖合機械鎖合，是指基體與表面凹凸不平的增強纖維通過嵌合與互鎖作用形界面粘結。樹脂基體嵌入纖維表面的粗糙微結構，通過“釘扎”或“拋，增強界面粘結強度。有效的機械鎖合主要受纖維表面粗糙度及浸潤性。通常，纖維表面粗糙度越大，潤濕越好，纖維與樹脂之間嵌合部位越，則界面機械鎖和作用就越強[47]。 目前，有很多界面改性技術，也是發(fā)展起來的。根據(jù)此理論，本文對制備的碳纖維多尺度增強體進行表面粗糙度的測試估表面粗糙度的改變對復合材料界面粘結強度的影響。（3）浸潤吸附

【參考文獻】：
期刊論文
[1]對位芳綸纖維的多巴胺仿生修飾及硅烷偶聯(lián)劑二次功能化[J]. 李源,薩日娜,嚴巖,王文才,寧南英,田明.  橡膠工業(yè). 2016(01)
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博士論文
[1]基于上漿法的界面設計及其對CFRP界面性能影響研究[D]. 張舒.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]復合材料增強體的跨尺度設計及其界面增強機制研究[D]. 彭慶宇.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]“球—棒”狀短碳纖維復合增強體設計及其環(huán)氧樹脂基復合材料性能研究[D]. 李微微.上海交通大學 2011
[4]碳納米管/碳纖維多尺度結構制備及其界面增強效果研究[D]. 梅蕾.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[5]微結構環(huán)交聯(lián)型聚膦腈材料的制備與表征[D]. 朱路.上海交通大學 2007

碩士論文
[1]Fe2O3/石墨烯可控排列對碳纖維復合材料界面影響研究[D]. 魏珺儒.哈爾濱工業(yè)大學 2014



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