碳纤维表面处理及其对碳纤维聚芳基乙炔复合材料力学性能的影响

      聚芳基乙炔( PAA)是一种新型的热防护材料，但PAA为非极性树月匕|作为基体材料使用时存在着化学结构惰性，不易润湿增强体——碳纤维( CF)的缺点。为此本工作对CF采用表面氧化处理后接枝丙烯酸的改性方案，研究与非极性基体相匹配的界面特性。结果表明，阳极氧化处理增加了纤维表面的极性官能团，提高了与丙烯酸的接枝反应能力，从而在碳纤维表面引入了与PAA相似的双键结构，有利于改善CF PAA复合材料的界面结合，使碳纤维PAA复合材料的力学性能大幅度提高。

       聚芳基乙炔及其共聚物是一种新型的热防护材料，其最大优势在于它们是高交联度的聚合物，在惰性环境中高温下，仅有10%的挥发热解产物，是一种理想的热防护材料。但是从目前的报道来看，PAA树脂尽管具有高成碳率、低孔隙率的优点，使其耐烧蚀性能远远优于目前采用的酚醛树脂，但是它属于非极性结构化合物，存在着与碳纤维浸润性差以及基体固化后呈现脆性的缺点，因而界面粘接状况难以达到预期的要求。为此增加碳纤维与PAA树脂之间的浸润性，从而改善CF PAA复合材料的界面结合状况，是PAA树脂将来应用于耐烧蚀材料领域的关键之一。

       国外对碳纤维改性技术的研究起步较早，目前针对碳纤维进行改性包括气相氧化法、阳极氧化法涂层法和等离子体改性技术等，这些改性技术是针对环氧树脂、酚醛树脂等极性树脂体系开展的，并且在一定程度上都达到了增加基体树脂与碳纤维之间的界面粘接作用。但是针对非极性的PAA树脂，是否仍需要高活性的纤维表面与其匹配，还是需要与基体树脂结构相似的非极性表面，尚无明确的研究报道。为此，本工作从碳纤维表面改性的角度，选用丙烯酸作为表面涂层，通过碳纤维阳极氧化后接枝涂层的改性方法，研究了碳纤维表面
特性与PAA基体间界面粘接的关系，进而提高了复合材料的力学性能。

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