發(fā)布時(shí)間：2022-10-18 19:03

　　碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)異性能被廣泛用于交通、體育、航空航天、能源等領(lǐng)域。但原始碳纖維表面能低,缺乏活性官能團(tuán),導(dǎo)致纖維與樹脂間界面結(jié)合較弱。此外,碳纖維是脆性材料,在機(jī)械制造過程中出現(xiàn)起毛和單絲斷裂等情況,降低碳纖維的強(qiáng)度,因此,在制備過程中會在碳纖維表面涂覆一層上漿劑,一方面可以保護(hù)碳纖維提高其加工能力,另一方面,可以增加纖維表面的活性官能團(tuán),改善復(fù)合材料的界面性能。盡管上漿劑在碳纖維表面改性方面取得了一定進(jìn)展,但是在界面形成過程中,上漿劑的作用原理及規(guī)律,特別是上漿劑與纖維和樹脂間的競爭反應(yīng)機(jī)制尚未清楚。因此,本文選取樹脂固化過程中的典型溫度對碳纖維進(jìn)行處理,研究上漿劑與碳纖維的化學(xué)反應(yīng)程度及其對上漿劑和樹脂間化學(xué)反應(yīng)的影響,揭示了上漿劑與碳纖維和樹脂間的化學(xué)反應(yīng)的競爭協(xié)同機(jī)制,并進(jìn)一步研究了競爭反應(yīng)對復(fù)合材料界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）參考環(huán)氧樹脂的固化工藝,選取典型的溫度對碳纖維進(jìn)行處理,另外,根據(jù)樹脂的固化溫度對上漿劑和樹脂混合物進(jìn)行處理。結(jié)果表明,上漿劑與纖維間的化學(xué)反應(yīng)程度隨著處理溫度的提高而增加,而上漿劑與碳纖維間高的化學(xué)... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 碳纖維及其表面改性
        1.2.2 上漿劑及其對碳纖維表面性能的影響
        1.2.3 樹脂基體
        1.2.4 碳纖維樹脂基復(fù)合材料界面
    1.3 論文研究目的及內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 創(chuàng)新與特色
2 上漿劑與碳纖維和環(huán)氧樹脂間競爭反應(yīng)及其對復(fù)合材料界面性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.1 藥品與儀器
        2.2.2 碳纖維及上漿劑的處理過程
        2.2.3 單絲復(fù)合材料的制備
        2.2.4 復(fù)合材料層板的制備
        2.2.5 表征測試
    2.3 上漿劑與碳纖維和環(huán)氧樹脂間的競爭反應(yīng)
        2.3.1 上漿劑與碳纖維間化學(xué)反應(yīng)
        2.3.2 上漿劑與環(huán)氧樹脂間化學(xué)反應(yīng)
    2.4 競爭反應(yīng)對單絲環(huán)氧復(fù)合材料界面性能的影響
    2.5 競爭反應(yīng)對環(huán)氧復(fù)合材料宏觀界面性能的影響
        2.5.1 復(fù)合材料的界面模量
        2.5.2 復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度
        2.5.3 復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)分析
    2.6 小結(jié)
3 上漿劑中固化劑含量對環(huán)氧復(fù)合材料界面性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案
        3.2.1 藥品與儀器
        3.2.2 上漿劑的制備及碳纖維的上漿處理
        3.2.3 表征測試
    3.3 固化劑含量對上漿劑反應(yīng)性的影響
    3.4 上漿劑中固化劑含量對碳纖表面物理化學(xué)性能的影響
    3.5 固化劑含量對上漿劑與環(huán)氧樹脂反應(yīng)性的影響
    3.6 纖維與樹脂間的界面剪切強(qiáng)度
    3.7 復(fù)合材料的界面模量
    3.8 小結(jié)
4 上漿劑與碳纖維和雙馬來酰亞胺樹脂間競爭反應(yīng)及其對復(fù)合材料界面性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.1 藥品與儀器
        4.2.2 碳纖維及上漿劑的處理過程
        4.2.3 單絲復(fù)合材料的制備
        4.2.4 復(fù)合材料層板的制備
        4.2.5 表征測試
    4.3 上漿劑與碳纖維和雙馬來酰亞胺樹脂間競爭反應(yīng)
        4.3.1 上漿劑與碳纖維間化學(xué)反應(yīng)
        4.3.2 上漿劑與雙馬來酰亞胺樹脂間化學(xué)反應(yīng)
    4.4 競爭反應(yīng)對雙馬來酰亞胺樹脂基單絲復(fù)合材料間界面性能的影響
    4.5 競爭反應(yīng)對雙馬來酰亞胺樹脂復(fù)合材料宏觀界面性能的影響
        4.5.1 復(fù)合材料的界面模量
        4.5.2 復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度
        4.5.3 復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能
    4.6 小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]碳納米管/碳纖維多尺度結(jié)構(gòu)制備及其界面增強(qiáng)效果研究[D]. 梅蕾.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]電泳沉積法制備CNT/CF及其復(fù)合材料界面微觀力學(xué)行為的拉曼研究[D]. 陳師.東華大學(xué) 2016
[2]國產(chǎn)碳纖維二次上漿工藝及性能研究[D]. 張雅璐.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[3]CF/EP復(fù)合材料界面引入碳納米管提高其力學(xué)性能的研究[D]. 王杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3692880