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1、上浆剂对碳纤维表面性能的影响121上浆剂对碳纤维表面性能的影响StudyontheSurfacePropertiesofCarbonFibersAffectedbySizingAgent肇研,段跃新,肖何(北京航空航天大学,材料科学与工程学院,北京100083)ZHAOYan,DUANYue-xin,XIAOHe(TheSchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeihangUniversity,Beijing100083,China)摘要:通过对三种碳纤维的表面上浆剂的红外光谱、质量百分含量、厚度以及带有上浆剂和不带上浆剂碳纤维的接触角、微观形态
2、和表面化元素种类及含量进行了测试,研究讨论了这三种碳纤维表面上浆剂对碳纤维表面性能的影响。实验结果表明,不同牌号的碳纤维,其表面上浆剂的质量百分含量和厚度均有所不同,但都有严格的控制;对于不同形态的碳纤维,一些上浆剂会改变其表面微观形貌;上浆剂还可以改变碳纤维表面的浸润性。关键词:碳纤维;上浆剂;表面性能文献标识码:A文章编号:1001-4381(2007)Supp-l0121-06Abstract:Thequalitypercent,thicknessandIRofsizingagentonsurfaceofthreekindsofcarbonf-ibershadbeenteste
3、dfirstlyandthenthesurfacecontactangles,micro-topographiesofcarbonfiberswereobserved1Atlasttheelementsonthefibersurfacesuchascarbon,oxygenandnitrogenwerecharacterizedquantitativelyandqualitativelybymeansofXPS1Basedontheresults,thesurfaceper-formanceofthethreekindsofcarbonfiberswasdiscussedanditi
4、sindicatedthatthequalitypercentandthicknessofdifferentfiberarechangedbutcontrolledsternlybythefabricationcompany1Them-icro-topographiesofcarbonfibersaredifferentandsomesizingagentcanchangethemicro-topogra-phiesofcarbonfiber1Inaddition,thesizingagentcanimprovethesurfaceperformanceofcarbonf-iber1
5、Keywords:Carbonfiber,sizingagent,surfaceproperties[1]在碳纤维的生产线上一般都配有上浆装置。上此,各碳纤维厂家都有自己的上浆剂系列产品,分别浆的作用是保护经表面处理后具有表面活性的碳纤与不同树脂体系有最佳匹配效果,以满足用户的使用维,避免空气中灰尘及水分的吸附。另外,上浆剂在碳要求。本实验工作分别测试了三种碳纤维表面上浆剂纤维表面形成保护膜,这样在后续的加工过程中减少的红外光谱、估算其质量百分含量、厚度,并给出了带摩擦、磨损及防止产生毛丝。文献中提到碳纤维表面有上浆剂和不带上浆剂碳纤维的接触角、微观形态及[2,3]上浆剂的作用主要表
6、现在以下四个方面:一是具表面化元素种类及含量。在此基础上,研究讨论了三有集束功能,类似粘合剂使碳纤维聚集在一起,改善种碳纤维表面上浆剂对纤维表面性能的影响,为进一工艺性能,便于加工;二是类似偶联剂,改善碳纤维和步探讨碳纤维增强树脂基复合材料界面的微观形貌、树脂之间化学结合,提高复合材料的界面性能;三是起组成到润滑剂的作用,即保护碳纤维,减少碳纤维之间的成分、界面结合力以及破坏机理打下良好的基础。摩擦,使其所受的损伤尽可能小;最后相当于润湿剂,改善碳纤维的浸润性能,便于树脂浸渍,减少复合材料1实验的制备时间,提高产品质量。不同的制件需要选用不同类型的复合材料,那么,在本项工作中选用三种
7、碳纤维)))碳纤维A(国使用的树脂体系也不相同,其性能各异,碳纤维表面产)、碳纤维B(日本)和碳纤维C(日本),分别进行了上浆剂必须要适应不同的树脂体系,并与其有很好的下列实验。相容性,这样才能充分发挥碳纤维的优异性能。因根据GB/T3362)2005附录C测量碳纤维的体122材料工程/2007年增刊1(ChinaSAMPE2007)密度。使用德国DATAPHYSICS股份有限公司的表2碳纤维表面上浆剂的质量分数DCATZ1型接触角测试仪对纤维表面接触角进
