碳纤维／环氧树脂复合材料的改性及改性机理

  
       介绍了碳纤维，环氧树脂复合材料中碳纤维的增强机理。综述了纳米材料、聚合物对碳纤维，环氧树脂复合材料的改性进展，并总结了相应的改性机理。探索新型柔和的碳纤维表面处理技术以及对碳纤维表面接枝将是碳纤维，环氧树脂复合材料改性的发展方向。

       碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料是CF复合材料中的一个重要分支。CF增强EP复合材料具有高的比强度、比模量、疲劳强度和耐高温等优异性能，它还具有密度小、热膨胀系数小、耐腐蚀和抗蠕变性能优异及整体性好、抗分层、抗冲击等特点。在加工成型过程中，CF增强EP复合材料具有易大面积整体成型等独特优点。目前，CF/EP复合材料已应用于航空航天、医疗、化工等领域。

       常规的CF表面平滑、活性官能团少、表面能低，呈现表面化学惰性，与EP基体浸润性较差，复合材料界面黏合力较弱，因此，需要对CF表面改性处理，提高其与基体树脂的黏结性，进而提高复合材料的性能。目前．CF表面改性方法很多，如气相氧化法、阳极氧化法、电聚合表面涂层法、液相氧化法及等离子氧化法等。采用扫描电子显微镜(SEM)分析经过处理的CF表面发现，其表面石墨层面边缘较大面积氧化，边缘活性点数量增加，致使凹凸不平的表面更有利于与EP基体的键合，使复合材料的剪切性能提高。同时，其表面能增加，显著改善了CF与基体间的润湿性，接触角减小，表面呈现亲液性。另外，经过处理后，其表面出现了大量的羟基、羧基、醌类等官能团，提高了CF表面的极性、增强体与EP基体之间的润湿性和它们的黏结程度。

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