表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 ’ 文章编号 “ “ A B C D E “ F G C 表面处理碳纤维对 增强尼龙复合材料性能影响 王军祥“H李凌“H葛世荣“H 朱华“H刘金龙“H刘维民 D“ ’中国矿业大学 机电与材料工程学院H江苏 徐州 “ G I ’中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室H甘肃 兰州J E 摘要采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理H以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙“ “ 复合材 料’研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能H其中摩擦 系数较未处理碳纤维增强降低了 KLF KH而耐磨性提高了 L倍’用扫描电镜对拉伸断口 和磨损表面形貌分析发现H表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能’最后对影 响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析’ 关键词碳纤维I表面处理I尼龙“ “ 复合材料I拉伸断口I摩擦学性能 中图分类号 * , - . ’ / 0 1 2 3 , 4 1 56 1 7 * 6 / 6 86 0 , 1 2 , 9“ 1 ’ - 0 6 1 3 9 ; AB 图 “ 增强尼龙复合材料磨损表面形貌 ’ * E 2 1. 4 1 0 2 3 56 1 7 * 6 / 6 86 0 “ 1 ’ - 0 6 1 3 9 ; 3 6 57 6 . ’ , . F G 机理分析 “ 表面处理的反应复杂 研究者实验所得结 论也并不完全一致但几乎各种表面处理都能改善 “ 和树脂之间的界面结合强度 其中原因都离不 开物理的和化学的两种因素其一增加表面积而增 加和基体粘结点数目H其二增加表面官能团数量而 增加界面区域的反应活性分析认为经氧化处理 “ 因氧化刻蚀作用在“ 表面上形成了分子尺寸 的刻蚀坑它们暴露出额外的棱柱形表面I J K这就 大大提高了“ 表面粗糙度增大了其比表面积 当 “ 与树脂复合时 树脂熔融体流入并填充到 “ 表面刻蚀孔洞中 冷却后将使“ 与基体之间 生成凹凸不平犬牙交错的界面从而产生良好的 机械嵌合效应使复合材料两相间的粘接强度增 大I L K 利用氧化剂对光滑“ 表面进行氧化处理可 使“ 表面出现较多的含氧官能团羟基羰基羧 基等B 以M N射线光电子能谱研究“ 表面发现经 过氧化处理后表面含氧量“ OP有很大提高其中 又以碳酸根的提高量最大而各种研究已表明酸性 J 中国矿业大学学报第 ; ABC D E5 F G H I G G ; JK L M F L D ; D KG G NL J K L E G ; J O ’ P K L H H J M D NQ D R L F R 5 I O K K M FD K L ; K D M N ; FG ; JF R A ; U L R N E F V G ; JM G E D ;K L E D ;F V G D K ; A H D ; 5 I D H L ; ; LW XO L E D H D U L M G HR F T J L RD K U H G R RK G E L M 8 L ; K D M J Q D H A G NL J M D NQ D R L F RK L H H J VL F J O ’ P 5 I G 6 6 “ / , , 4 6 3 8 , S “ Z D ; ; F 5 G ; R G H C’ L E D ; D Q F L RD K ’ L H H J D H A G NL J , , U _ ‘a ‘T G ] a 5 L ; 8 H L ; U] a I L 8 NL ;/ 7 L MG ; JG F L G H RP ; U L ; F G F X D H L J] T E L M G F L D ; ] G ; c D T ; R F L F T F D K R *M G J M L ; M R ] G ; c D T9 1 , , , , G. e f g h i j k h 4K L E 7 D \ L J L c JG L M D ; J L F L D ;G ; JG H HR Q M L N ; RD K K D M J Q D H A G NL J , , 7 * , , .M D NQ D R L F RV Q Q G JE AGNL M DL ; l M F L D ;NG M L ; P \ Q L N ; F G H R T H F R R D VF G F F F G F JM D ; R L J G E H AL NQ D m F F ; R L H R F ; U F G ; JF L E D H D U L M G H Q D Q F L R D K F K L H H J * , ,M D NQ D R L F R O K L M F L D ;M D K K L M L ; FD KF G F J * , ,M D NQ D R L F RV J M G R JE A1 , 023 , 0 G ; JF V G R L R F G ; M V L ; M G R JE A/ 21F L N RM D NQ G L ; UF DF G FD K T ; F G F J * , ,M D NQ D R L F R O ND Q D H D U AD KF ; R L H K G M F T G ; JV G R T K G M D K * , ,M D NQ D R L F RV D E R m JG ; JG ; G H A c JE AN G ; R D K R M G ; ; L ; U H M F D ;NL M D R M D Q A F VG R K D T ; J F G FF F G F J U F E F V ; JQ T * , , D D m F K K M F D K N M G ; L R NR D K F R T K G M F G F N ; F D K F Q D Q F L R D K F K L H H J * , , M D NQ D R L F RV J L R M T R R J no pq r i s g 4M G E D ;K L E dR T K G M F G F N ; F dQ D H A G NL J , ,M D NQ D R L F dF ; R L H K G M F T dF L E D H D U L M G H Q D Q F L R “ 第/期王军祥等4表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响 万方数据