碳纤维表面处理对碳纤维/聚丙烯复合材料界面结合性能的影响

• 作者: 徐胜 黄雪飞 杨斌
• 来源期刊: 复合材料科学与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维 聚丙烯 界面 微球脱粘 复合材料
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 应用研究
• 页码范围: 65-71
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文

摘要

研究了电化学氧化、环氧上浆处理对碳纤维/聚丙烯(CF/PP)复合材料界面结合性能的影响,首先通过AFM、XPS等测试不同碳纤维的表面形貌和化学性质,然后借助微球脱粘实验考察对比不同CF/PP的界面剪切强度(IFSS).结果显示高温碳化后的碳纤维表面呈惰性,复合材料IFSS仅有3.76 MPa;经过电化学氧化处理,表面粗糙度增大,羟基和羧基基团增多,IFSS增加到4.85 MPa;上浆处理后,表面引入活性的环氧基团,IFSS进一步增加到5.51 MPa,同时界面均匀性也有所改善.根据结果分析,碳纤维表面性质改变引起的界面区域机械锁合、范德华力以及分子链缠结作用增加是界面性能提升的主要原因.但与相容剂相比,传统碳纤维表面处理对CF/PP界面改善效果相对较弱,开发更加有效的改性方法十分必要.