碳纤维表面改性、界面粘合及金属化的研究

发布时间：2024-02-29 02:16

　　碳纤维拥有显著的力学、热学、电学等性能优势,但碳纤维表面非极性、湿性差、表面惰性和光滑的特性,导致在与其他基体复合时的界面问题亟待解决。本文对连续碳纤维和短切碳纤维进行了邻苯二酚/多乙烯多胺仿生修饰,二次功能化改善界面粘合性能和导电性能做了探究。具体内容如下:(1)通过邻苯二酚/多乙烯多胺仿生修饰的方法实现连续碳纤维表面功能化,在纤维表面温和引入活性基团。利用SEM、EDS、XPS、TGA等表征方法,探究了邻苯二酚/多乙烯多胺修饰连续碳纤维表面的最优条件:pH为9.5的邻苯二酚和四乙烯五胺沉积液常温处理4 h,连续碳纤维/橡胶复合材料的界面抽出力提升了 21.3%。酚胺仿生修饰方法环保温和,成本低于多巴胺修饰方法的1%。(2)通过二次接枝KH560的方法,在连续碳纤维表面引入环氧基团,提高表面改性的连续碳纤维与橡胶的界面粘合性能。利用XPS、FTIR、SEM、TGA、H抽出力等表征方法,探究了在聚(邻苯二酚/多乙烯多胺)沉积层包覆的连续碳纤维表面二次接枝KH560的最优条件:一步法工艺利用1.0 vol%KH560和2.5 vol ‰甲醇组成的接枝液55℃处理3 h,连续碳纤维/橡胶复...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－５?ＰＡＮ－ＣＦ的骨架结构［２５］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｋｅｌｅｔａｌ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＡＮ－ＣＦ［２５］??

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图１－８形成聚多巴胺的两种可能机理：（Ａ）氧化聚合的共价键，（Ｂ）自组装的非共价键［６７］??Ｆｉｇ．?１－８?Ｔｗｏ?ｐｏｓｓｉｂｌｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ：?（Ａ）?Ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｂｏｎｄ??ｆｏｒ?ｏｘｉｄａｔｉｖｅ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ?（Ｂ）?Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｂｏｎｄ?［６７］??虽然可以确定多巴胺通过氧化自聚合形成聚多巴胺层，但准确的?

胺的白聚合机理??ｍ?＃??ｊｊ、?餘軸ｍ?＼、ＸＩ?ＯＫ?ｃ??ｍｒ＾ｍ?Ｖ?ｍｒｎｍ?ｆ＇Ｙ?一丫??＾＾?Ｖ?．￣＾?，一??叫?＿?ｗ?ｕ??ｓｋｓｐａｍｉｒｔｅ?＜ｌ〇ｆｓ＃ｍｉｎ＜＾ｙｉｍｍｅ??（Ａ）?ｔｍ?｛Ｂ》??￡痛＿賴！微ｉ＿＿?｜％ｐｉ＿??ｐ＾ｆｍｍｒｎ....

图２－１实验流程示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｆｌｏｗ??

ＫＨ５６０溶液，直接加入到ＰＣＰＡ沉积液磁力搅拌反应４?ｈ的ＰＣＰＡ??沉积液中，继续反应３?ｈ。??按上述各组反应条件进行ＫＨ５６０接枝改性，反应结束后用去离子水清洗１〇??１＾１１，乙醇清洗３〇１１１丨１１，去离子水清洗１〇１１１丨１１，重复三遍，然后放置于６０。（：的电热?....

图２－２实验流程示意图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｆｌｏｗ??

到表面镀银碳纤维ＣＦ－ＰＣＰＡ－Ａｇ；??按上述各组反应条件所得短切碳纤维放置于６０°Ｃ的电热鼓风干燥箱中烘２４??ｈ，得到干燥的镀银短切碳纤维样品。??ＰＣＰＡ?ｌａｙｅｒ??ｆＳ．?０?＾?！??ｊ?Ｊ￣￣＼?Ｓｌｉｖｅｒ?ｐ＼ａｉｋ％ｇ?ｔｉｑｕｉｄ??！?＾ｉｒｘ！??八....

本文编号：3914342