不同种类碳纤维上浆剂的研究

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1、第36卷第6期高辱斗镀蜃辱雏与应用、白l_36No．62011#-12月Hi—TechFiber&ApplicationDgC．2011不同种类碳纤维上浆剂的研究席玉松。李艳华，陈秋飞。张国良，李怀京(中复神鹰碳纤维有限责任公司，江苏连云港222069)摘要：实验并讨论了几种不同类型上浆剂对碳纤维复合材料的影响。分别从乳液稳定性、复合材料力学性能、表面形貌和冲击断面形貌进行考察，结果表明：聚丙烯醇乳液上浆剂稳定性好，经其处理后的碳纤维复合材料力学性能优异，其界面结合能力强。关键词：上浆剂；碳纤维；碳纤维复合材料；力学性能；界面中图分类号：TQ342．742；TQ325．9文献标识码：

2、A文章编号：1007-9815(2011)06-0005-04StudyonDiferentTypesofSizingAgentsforCarbonFiberXIYu-song，LIYan-hua，CHENQiu-fei，ZHANGGuo—linag，LIHuai-jing(ZhongfushenyingCarbonFiberCo．，Ltd,LianyungangJiangsu222069China)Abstract：Thediferenttypesofsizingagentsontheimpactofcarbonfibercompositematerialswerestudiedi

3、nthispaper．Thestabilityofemulsion，mechanicalpropertiesofcompositematerials，surfacemorphologyandfrac-turesurfacewerediscussed．Theresultsshowsthatpolyvinylalcoholemulsionsizingagenthasanexcellentstabil—ity,thecarbonfibercompositehasagoodmechanicalperformance，andstronginterfacialbonding．Keywords：s

4、izingagent；carbonfiber；CFRP；mechanicalproperties；interfacial碳纤维作为国防军工用的高科技材料，近年1实验来，在民用领域得到广泛应用⋯。碳纤维的性能直接决定着复合材料制品的性能。碳纤维为脆性1．1实验原料材料，在加工过程中易发生起毛和断丝现象，导T300级12k碳纤维，强度为3．58GPa，中复神致直接降低碳纤维的强度。上浆剂的作用是保护鹰碳纤维公司自制；6101环氧树脂，620环氧树碳纤维表面处理(特别是臭氧处理或等离子体处脂，中国蓝星新材料公司；乙二醇单乙醚，天津理)后产生的表面活性，避免纤维表面吸附空气维智精细化工有限公

5、司；聚乙烯醇．1788，水解度中的水分和灰尘；有利于改善纤维与基体树脂的85％，韩国东方化学工业有限公司；PA6，台湾粘合力及后加工性能；提高纤维丝束的抱合力，集盛公司；乳化剂1601，NP．10，S一60，萧山三江在单丝表面成膜防止毛丝的产生[2～。精细化工有限公司。不同的制品选用的树脂基体不同，碳纤维上1．2上浆剂制备浆剂必须适应不同的树脂体系，因此必须开发上1．2．1环氧树脂型乳液上浆剂的制备[5】浆剂的系列产品，以满足不同树脂基体的使用要采用转相乳化法制备上浆剂乳液，选用上海求。实验选用几种不同种类的上浆剂，考察了其弗鲁克机电公司生产的FA25型高剪切分散乳化对碳纤维性能、复

6、合材料性能及复合材料界面性机。先将环氧树脂与乙二醇单乙醚按一定比例搅能的影响，为进一步筛选合适的上浆剂提供了依拌混合稀释(乙二醇单乙醚质量分数1．5％)，稀据。释后的环氧树脂与乳化剂按比例加热融化混合均收稿日期：2011-12．21作者简介：席玉松(1974．)，男，江苏连云港人，高级工程师，主要从事碳纤维的生产和研发，(电话)13805136169(电子信箱)xiys2008@126．com。高科技纤维与应用第36卷匀(乳化剂质量分数8％)，用高剪切乳化机高T1043．1-2008进行。速搅拌，转速为8000r／min，在高速搅拌下，缓1．7碳纤维表观形貌测试慢加入45℃的温水，体

7、系粘度逐渐增加，在相浸润性：毛布法，将上浆剂处理过的毛布漂转变期停止加水，继续高速搅拌，完成转相后，浮于聚酰胺丙酮溶液上，测试毛布下沉的时间。可快速将剩余水加入，乳液总固含量质量分数为扩散性：使碳纤维以0．6m／min的速度通过一45％。搅拌时间为1h，得到混合均匀的白色乳状组7辊驱动，测试其展开宽度。液。起毛量：使碳纤维在9．8N的张力下以1mm／1．2．2聚乙烯醇型乳液上浆剂的制备min的速度通过3根金属针，用受9．8N张力的聚氨边搅拌边将聚乙烯醇粉末