【摘要】：碳纖維復(fù)合材料日益被工業(yè)、民用等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,合成力學(xué)性能良好的纖維絲對(duì)于復(fù)合材料的綜合性能有著重要的影響,上漿劑的研制會(huì)使纖維體的表面得到更好的修補(bǔ),對(duì)提高碳纖維體的力學(xué)性能有著促進(jìn)作用。而上漿劑成膜劑作為上漿劑的重要組成部分,其乳液的性能對(duì)上漿劑的穩(wěn)定性、耐熱性等性能有著重要的影響。1.自乳化環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑的制備本文使用聚乙二醇(PEG)接枝改性環(huán)氧樹(shù)脂,以環(huán)氧樹(shù)脂為疏水基團(tuán),聚乙二醇為親水基團(tuán),在醚類試劑為催化劑的條件下合成上漿劑成膜劑,通過(guò)對(duì)反應(yīng)物質(zhì)的量的配比的調(diào)配,以及對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等反應(yīng)條件的優(yōu)化,在不同實(shí)驗(yàn)條件下制得環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑成膜劑,利用紅外光譜測(cè)試儀對(duì)所制得的上漿劑成膜劑進(jìn)行紅外譜圖分析,證明了該種成膜劑的分子結(jié)構(gòu)中含有親水的聚乙二醇,同時(shí)含有環(huán)氧端基,該成膜劑加入蒸餾水自乳化后獲得乳液,向乳液中加入活性劑、分散劑等助劑,使用乳化儀高速以500 r/min的速度攪拌5 min,采用靜止貯存30天的方法測(cè)試其貯存穩(wěn)定性,未見(jiàn)分層,將制得的乳液使用高速離心機(jī)下以1000 r/min的速度離心3 h,未見(jiàn)沉淀產(chǎn)生,乳液未發(fā)生破乳現(xiàn)象,說(shuō)明使用該種方法合成的乳液上漿劑穩(wěn)定性良好,將制得的上漿劑成膜劑加入助劑復(fù)配后的乳液對(duì)碳纖維原絲進(jìn)行上漿處理,使用掃描電鏡對(duì)上漿前后的碳纖維進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)使用優(yōu)化條件下制得的上漿劑處理的碳纖維表面溝壑減少。2.一種兩親性自乳化環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑的制備闡述了一種自乳化兩親性環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑的合成方法,將帶有親水基團(tuán)的聚醚胺和帶有疏水基團(tuán)的伯胺(十八胺)或二元仲胺將環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行同時(shí)改性,通過(guò)多組平行試驗(yàn)確定最優(yōu)反應(yīng)條件,通過(guò)乳液粒徑大小的及分布的測(cè)試,確定最優(yōu)反應(yīng)條件為:反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí),最佳反應(yīng)溫度為110℃,在最優(yōu)反應(yīng)條件下,通過(guò)兩種物質(zhì)不同比例的調(diào)配進(jìn)而得到具有親水、親油性能的上漿劑成膜劑。使用動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)試儀將上漿后的碳纖維進(jìn)行接觸角測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示,在親水親油比例調(diào)配的過(guò)程中,接觸角有所變化,與所設(shè)計(jì)的構(gòu)想相匹配。在最優(yōu)反應(yīng)條件下,設(shè)計(jì)合成分子量分別為5000,10000,20000,30000的碳纖維用環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑,通過(guò)測(cè)試表征結(jié)果顯示,分子量為5000的上漿劑分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,力學(xué)性能優(yōu)良,通過(guò)調(diào)配環(huán)氧樹(shù)脂柔性與剛性鏈段的比例,制得具有不同剛性鏈段比例的上漿劑,通過(guò)測(cè)試表征,結(jié)果顯示,隨著剛性鏈段的比例增加,乳液粒徑隨之增大,而剛性鏈段的比例增大,對(duì)乳液的熱性能未產(chǎn)生較大影響。使用冷凍傳輸設(shè)備和掃面電鏡的測(cè)試下,可以看出此種方法制備的環(huán)氧樹(shù)脂上漿劑成膜劑粒徑小、分布均勻,穩(wěn)定性良好,靜置貯存可達(dá)3個(gè)月,通過(guò)機(jī)械離心穩(wěn)定性測(cè)試仍可穩(wěn)定存在,使用該方法制得的上漿劑對(duì)碳纖維進(jìn)行上漿處理后,碳纖維的表面缺陷明顯減少,通過(guò)單絲斷裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,纖維的力學(xué)性能明顯增加。
【圖文】：

能充分將樹(shù)脂與纖小，工藝性好，環(huán)氧密度很高，固化伸縮 % ~ 10 %，環(huán)氧樹(shù)工藝也比較成熟[52-55環(huán)氧樹(shù)脂中，，環(huán)氧樹(shù)的研發(fā)及工業(yè)生產(chǎn)中時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂種類繁涌現(xiàn)，根據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂式如圖 1.1 所示[56,58,6

如下圖所示[58-65]：(3). 脂肪族環(huán)氧化合物類環(huán)氧樹(shù)脂用過(guò)氧化物環(huán)氧化脂肪族烯烴的雙鍵制得脂肪族環(huán)氧化合物環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中沒(méi)有苯環(huán)等雜環(huán)，只有脂肪鏈，為線性大分子，由于該分子中含有烯橡膠結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，所以具備粘結(jié)性能[66-70,73]。但此種環(huán)氧樹(shù)脂點(diǎn)：固化伸縮率大。(4). 縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氯丙烷與多元酚和多元醇經(jīng)過(guò)縮聚反應(yīng)制得縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂脂的類型最多，其中最常見(jiàn)的有如下幾種：雙酚 A 型環(huán)氧樹(shù)脂，在眾多環(huán)氧樹(shù)脂中該種環(huán)氧樹(shù)脂具有原料易得、等優(yōu)點(diǎn)，是最普遍、最具代表性的環(huán)氧樹(shù)脂，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用性0 %左右，由此也被稱為樹(shù)脂界的通用型環(huán)氧樹(shù)脂[77-79]。其分子結(jié)構(gòu)式如示：
【學(xué)位授予單位】：吉林化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ342.742

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本文編號(hào)：2608082