表面处理碳纤维增强聚酰亚胺复合材料力学性能

      采用空气氧化法和硝酸氧化法对碳纤维进行表面处理，研究了碳纤维(CF)增强热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料的力学性能。采用Bochm滴定方法测定了经过硝酸处理后CF表面酸性官能团数量。结果表明：CF表面酸性官能团的数量随着浓硝酸处理时间的增加而增加；浓硝酸处理效果比空气氧化好，当浓硝酸处理CF的时间为20 rnin时，CF/TPI复合材料拉伸强度和弯曲强度分别提高10%和14%，XPS表明此时CF表面活性官能团比未处理增加35. 89%。AFM表明，浓硝酸对CF表面刻蚀沟明显；SEM表明，CF与TPI基体之间形成良好的界面，CF起到了增强效果。

      聚酰亚胺以其优异的耐高、低温，耐腐蚀，自润滑性能，以及突出的力学性能受到国内外的普遍关注。而热塑性聚酰亚胺(TPI)相比热固性聚酰亚胺具有更好的加工性能，可以一次成型结构复杂的制品，TPl及其复合材料对满足航空航天、电子工业等领域对尖端材料的需求具有重要意义。

      碳纤维(CF)以其高比强度、耐磨损、耐疲劳、热膨胀系数小以及自润滑等优异性能成为重要的增强材料之。但是由于碳纤维表面呈惰性，与树脂基体的相容性差，限制了其增强作用，甚至能引起复合材料自身缺陷，因此在碳纤维使用时一般对其进行表面改性。王军祥等利用空气氧化处理CF增强尼龙，关新春等液相氧化CF增强水泥石性能，王玉国等利用表面处理三维编织碳纤维增强环氧复合材料力学性能，丁美平等利用不同方法处理CF增强PTFE复合材料，都是通过改善CF表面物理或者化学性质，使CF和树脂之间形成良好的界面结合，从而充分发挥碳纤维的增强作用。

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