摘要: 碳纤维织物具有整体性和力学结构的合理性两大特点,所以这种材料是一种理想的结构功能材料.碳纤维织物克服了传统材料易分层破坏的弱点,使材料的整体性能得到提高,但因碳纤维表面呈惰性而不易被树脂所浸润等缺点,仍需进一步改进.冷等离子体接枝改性可... 展开 碳纤维织物具有整体性和力学结构的合理性两大特点,所以这种材料是一种理想的结构功能材料.碳纤维织物克服了传统材料易分层破坏的弱点,使材料的整体性能得到提高,但因碳纤维表面呈惰性而不易被树脂所浸润等缺点,仍需进一步改进.冷等离子体接枝改性可以增加碳纤维表面化学活性,改善碳纤维与基体间的粘结性能.因而,本文采用冷等离子体接枝改性方法对碳纤维/环氧复合材料进行改性,通过冷等离子体接枝方法在碳纤维表面接枝马来酸酐单体,提高复合材料的界面性能.从碳纤维的表面特性入手,建立了碳纤维/环氧界面结合力作用模型,界面结合力为纤维与基体间的化学键合、纤维与基体间的次价键作用以及基体在纤维表面机械铰合作用的共同作用结果.研究了冷等离子体接枝改性参数(冷等离子体功率、冷等离子体处理时间及马来酸酐溶液浓度)对碳纤维/环氧复合材料的层间剪切性能、界面剪切性能及复合材料弯曲性能的影响.实验研究表明,采用冷等离子体处理碳纤维织物,使复合材料界面剪切强度、层间剪切强度和弯曲强度分别提高29%、29%和21%.研究了冷等离子体接枝处理增强碳纤维/环氧复合材料界面结合的作用机制,冷等离子体接枝处理一方面可以提高碳纤维表面的活性,改善了树脂对碳纤维的浸润效果,增加了碳纤维与树脂基体间的化学键合作用,另一方面对纤维表面的光滑表面产生刻蚀作用,增强了纤维与基体界面间的机械铰合作用,从而改善了复合材料的界面性能,进而提高复合材料的力学性能. 收起