碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响

 
       以分别经a-氨丙基三乙氧基硅烷( KH550)、浓硝酸、浓硝酸-KH550处理的短切碳纤维作为功能组分，制备室温硫化硅橡胶复合材料，研究了碳纤维处理方法对复合材料的力学性能、热性能和烧蚀性能的影响。结果表明，添加经浓硝酸-KH550连续处理碳纤维时，复合材料的性能最好；性能最佳复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别为4.0 MPa和20.3 kN/m，起始分解温度提高到509.3℃，而线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低至0.148 mm/s和0. 062 g/s。
       硅橡胶按硫化温度可分为高温硫化硅橡胶和室温硫化( RTV)硅橡胶。其中，RTV硅橡胶因使用方便、成型简易已广泛应用于航空航天、建筑、电子电器等生产生活领域。未经改性的RTV硅橡胶强度很低，耐热性与热稳定性也很不理想，因此需对RTV硅橡胶进行改性以提高其使用性能。如利用硅氮化合物做为交联剂，避免催化剂的使用，可提高硅橡胶的热稳定性；在硅橡胶主链中引入环二硅氮烷改变生胶结构，则可阻止分子链的成环降解，从而提高橡胶的耐热性；在RTV硅橡胶中加入纳米碳酸钙、碳纳米管、石墨烯、二氧化锡金属氧化物、白炭黑等填料也是提高其性能的有效手段。其中，碳纤维由于具有优异的力学性能、耐高温性、耐腐蚀性和导电性等特点，是一种综合性能较好的补强填料，而未处理的碳纤维表面呈惰性，与基体的黏结性不佳。利用气相氧化法、液相氧化法等不同方法对碳纤维进行表面处理可改善其表面的惰性，使纤维与基体的黏结性提高，从而充分发挥碳纤维的补强作用。
       本文选取4—7 mm的短切碳纤维作为RTV硅橡胶的补强填料，研究了碳纤维的表面处理方法对复合材料力学性能、热性能和耐烧蚀性能的影响。

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