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碳纤维表面改性提升产品性能

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-08-24【


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  碳(C)纤维复合材料(Material)相对于传统金属材料力学性能极佳而且重量轻、耐腐蚀,在国防、航天等尖端科技上有着广泛(extensive)的应用,随着技术水平的进步及材料价格的降低(reduce),在工业制作及文体用品方面也在不断普及(指遍布、遍及於一般)。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。碳纤维复合材料部件制作好后,如果不进行表面处理(chǔ lǐ)会出现外表光滑活性差,表面能低等不良特点,这对于碳纤维制品的性能发挥(表现出内在的能力)产生了阻碍。通过对碳纤维表面改性能明显的提升产品(Product)性能,下面新材针对改性方式做一下简单介绍。
 
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  通过(tōng guò)对碳纤维表面进行改性,可以增加碳纤维表面的极性官能团和粗糙(cū cāo)度.以提高树脂(Resin)与碳纤维的浸润性和反应性,从而增强复合材料(Material)的界面结合强度(strength)。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。目前,常用于碳纤维表面改性的方法主要有:气相氧(Oxygen)化法、液相氧化(oxidation)法、阳极(anode)氧化法、等离子体法和表面涂层法等。另外研究(research)提出通过氨氮水(Nitric acid)与超声协同处理(chǔ lǐ).使强酸的氧化作用和超声波(是一种频率高于20000赫兹的声波)的空化效应处相结合,也能提高碳纤维的改性效率(efficiency).同时降低(reduce)了反应温度(temperature)、加快碳纤维改性速率,并制备得到力学性能得以极大改善的碳纤维增强环氧树脂(Epoxy resin)复合材料。

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  碳纤维复材表面改性并不会改变碳纤维的内部相结构,而仅是起到了细品化作用。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。这一方面使得碳纤维表面产生了较多沟槽(gōucáo)和凸起等,增大了碳纤维的比表面积、提高了碳纤维表面的吸附活性,这有利于复合材料(Material)界面的机械锚合;另一方面,使碳纤维表面的含氧(Oxygen)官能团数量增多、表面极性增强,提高了碳纤维与基体树脂(Resin)间的润湿性和反应性,使二者间的化学结合变得更为牢固。改性碳纤维增强环氧树脂(Epoxy resin)复合材料的拉伸强度(strength)和弯曲强度分别有所提高。 copyright 123456
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