酚醛树脂表面改性碳纤维界面行为与炭化工艺研究
发布时间：2020-12-09 15:51
基于国产CCF300碳纤维的综合性能与进口T300碳纤维的综合性能相比较差这一事实,本论文使用酚醛树脂对CCF300进行炭化改性。首先采用第一性原理计算了PF/CF界面层行为,分析了界面层的差分电荷密度等高面、不同切片处的差分电荷密度以及化学键的布局数,然后对炭化改性后的碳纤维与脱浆前后的CCF300和T300碳纤维的表面物化性能及力学性能作了对比。在国产碳纤维表面涂覆一层酚醛树脂,然后在惰性气体的保护下进行高温炭化,考察了酚醛树脂的浓度、炭化温度对碳纤维表面状态及力学性能的影响。通过对PF/CF界面层的第一性原理计算,发现界面层中的差分电荷密度等高面受官能团影响较大,尤其是-COOH,该处的差分电荷密度等高面畸变较为严重,电子云相互重叠,表明在PF炭化层和碳纤维表层之间形成相互作用较强的共价键。对不同截面处的切片进行差分电荷密度分析,发现界面层中存在官能团的地方,差分电荷密度对比较为明显,即发生明显的电子得失。官能团不仅影响差分电荷密度,而且还影响界面层中C原子的排列,使C原子发生一定程度的偏移,造成六方结构的破坏。对界面层化学键的布局数进行分析,发现受-COOH影响,在PF炭化层与...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PAN制备CF热裂解炭化过程
碳纤维的皮芯结构
图 1-3 PAN 基碳纤维的表面形貌时，纺丝液经喷板径直进到凝固浴里面CF 表面沟槽的主要因素是凝固液与纺原丝条，纺丝原液中的溶剂分子与凝固明[22-24]，凝固浴浓度值越大，双扩散通
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿法聚丙烯腈初生纤维表面沟槽的研究[J]. 李常清,江可汉,李龙,李婷,赵洪江,徐樑华. 化工新型材料. 2014(12)
[2]碳纤维复合材料应用的最新动向[J]. 井冢淑夫. 合成纤维. 2013(09)
[3]高比表面积有序介孔碳的制备及光谱表征[J]. 游波,杨俊,谢卫,黄朝章,许寒春,刘泽春,苏庆德. 光谱实验室. 2011(06)
[4]碳纤维增强树脂基复合材料的界面[J]. 彭公秋,杨进军,曹正华,谢富原. 材料导报. 2011(07)
[5]不同表面除胶工艺对碳纤维本体结构和表面结构的影响[J]. 张敏,朱波,王成国,于美杰,魏晗兴,马婕. 功能材料. 2010(09)
[6]PAN原丝至碳纤维缺陷的形成与遗传性[J]. 葛曷一,柳华实,陈娟. 合成纤维. 2009(02)
[7]Effect of rare earths surface treatment on tribological properties of carbon fibers reinforced PTFE composite under oil-lubricated condition[J]. 上官倩芡,程先华. Journal of Rare Earths. 2008(04)
[8]竹质中孔活性炭的制备及其吸附性能研究[J]. 王玉新,刘聪敏,周亚平. 功能材料. 2008(03)
[9]高比表面积电极有机双电层电容器性能[J]. 王艳素,王成扬,时志强,郭春雨. 电源技术. 2007(08)
[10]Surface Characteristics of Rare Earth Treated Carbon Fibers and Interfacial Properties of Composites[J]. 徐志伟,黄玉东,宋元军,张春华,刘丽. Journal of Rare Earths. 2007(04)
博士论文
[1]碳纳米材料的第一性原理研究[D]. 胡伟.中国科学技术大学 2013
[2]γ-射线辐照改性对芳纶纤维及其复合材料性能的影响[D]. 张艳华.哈尔滨工业大学 2008
[3]多孔炭材料的制备及其电化学电容特性的研究[D]. 张琳.湖南大学 2007
硕士论文
[1]纺丝过程中聚丙烯腈纤维结构及其演变的研究[D]. 赵红琨.山东大学 2014
[2]民机复合材料维修成本研究[D]. 曹锋.南京航空航天大学 2012
本文编号：2907110
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PAN制备CF热裂解炭化过程
碳纤维的皮芯结构
图 1-3 PAN 基碳纤维的表面形貌时，纺丝液经喷板径直进到凝固浴里面CF 表面沟槽的主要因素是凝固液与纺原丝条，纺丝原液中的溶剂分子与凝固明[22-24]，凝固浴浓度值越大，双扩散通
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿法聚丙烯腈初生纤维表面沟槽的研究[J]. 李常清,江可汉,李龙,李婷,赵洪江,徐樑华. 化工新型材料. 2014(12)
[2]碳纤维复合材料应用的最新动向[J]. 井冢淑夫. 合成纤维. 2013(09)
[3]高比表面积有序介孔碳的制备及光谱表征[J]. 游波,杨俊,谢卫,黄朝章,许寒春,刘泽春,苏庆德. 光谱实验室. 2011(06)
[4]碳纤维增强树脂基复合材料的界面[J]. 彭公秋,杨进军,曹正华,谢富原. 材料导报. 2011(07)
[5]不同表面除胶工艺对碳纤维本体结构和表面结构的影响[J]. 张敏,朱波,王成国,于美杰,魏晗兴,马婕. 功能材料. 2010(09)
[6]PAN原丝至碳纤维缺陷的形成与遗传性[J]. 葛曷一,柳华实,陈娟. 合成纤维. 2009(02)
[7]Effect of rare earths surface treatment on tribological properties of carbon fibers reinforced PTFE composite under oil-lubricated condition[J]. 上官倩芡,程先华. Journal of Rare Earths. 2008(04)
[8]竹质中孔活性炭的制备及其吸附性能研究[J]. 王玉新,刘聪敏,周亚平. 功能材料. 2008(03)
[9]高比表面积电极有机双电层电容器性能[J]. 王艳素,王成扬,时志强,郭春雨. 电源技术. 2007(08)
[10]Surface Characteristics of Rare Earth Treated Carbon Fibers and Interfacial Properties of Composites[J]. 徐志伟,黄玉东,宋元军,张春华,刘丽. Journal of Rare Earths. 2007(04)
博士论文
[1]碳纳米材料的第一性原理研究[D]. 胡伟.中国科学技术大学 2013
[2]γ-射线辐照改性对芳纶纤维及其复合材料性能的影响[D]. 张艳华.哈尔滨工业大学 2008
[3]多孔炭材料的制备及其电化学电容特性的研究[D]. 张琳.湖南大学 2007
硕士论文
[1]纺丝过程中聚丙烯腈纤维结构及其演变的研究[D]. 赵红琨.山东大学 2014
[2]民机复合材料维修成本研究[D]. 曹锋.南京航空航天大学 2012
本文编号：2907110
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