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1、碳纖維上漿劑的功能和進展研究 摘要：碳纖維是一種理想的原料，碳纖維的特點在于強度很大，質(zhì)量很輕，同時不導(dǎo)電。所以碳纖維是一種理想的原料。但是碳纖維的問題在于碳纖維很脆，碳纖維制品的表面會形成一層細小的毛刺，如果人觸碰就會對人體造成傷害，在碳纖維的使用中需要在表面上涂抹一層材料，讓碳纖維的表面變的平整，不影響材料的使用，而涂抹的材料就稱作碳纖維上漿劑，本文的分析了常見的幾種上漿劑的功能和研究的進展情況?！ ￡P(guān)鍵詞：碳纖維；上漿劑；材料功能 碳纖維使用中，上漿劑是一個重要的部分，碳纖維使用經(jīng)常受到上漿劑的制約，尤其在現(xiàn)在的這
2、個新的時代，碳纖維的應(yīng)用得到了進一步的提高。這得益于3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)中最常用的打印原材料就是使用的碳纖維，科研工作者也認為碳纖維是最優(yōu)良的打印材料之一，但是3D打印處理的碳纖維制品表面的粗糙程度更嚴重，這對3D打印技術(shù)的產(chǎn)品的推廣產(chǎn)生了嚴重的影響，良好的上漿劑能夠提高碳纖維的質(zhì)量和壽命，對碳纖維材料的發(fā)展有著積極的作用?！ ?碳纖維上漿劑的種類5 碳纖維的上漿劑基本可以分為兩種，一種是溶液型，另一種是乳液型。它們的主要原理也是不同的，溶液型一般都是采用樹脂類、乙烯類的有機溶劑，其作用原理是將碳纖維表面的碳溶
3、解，這樣就能完成一個完整的表面。乳液型的作用原理就是利用乳液性流體的形式，完整的覆蓋到碳纖維的表面上，形成一個完整的保護層，把碳纖維表面的毛刺全部的覆蓋。上漿劑要和炭纖維有著很好的粘粘性，同時溫度等變化需要和碳纖維相同。 1.1聚合物 上漿劑的主要成分應(yīng)該是聚合物，聚合物的選用原則就是保證施工中制備成的上漿劑能夠在碳纖維上良好的結(jié)合，同時能在碳纖維表面形成一層或者幾層的致密平整的養(yǎng)護層。采用溶液型的上漿劑的時候應(yīng)該保證其溶解度到位，根據(jù)化學(xué)性的相似相容的原理，在采用溶解的方式的時候一定要注意施工的量。要保證不會破壞碳纖維
4、的元素。在碳纖維的表面不會產(chǎn)生空洞，不會對碳纖維的結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力造成影響?！ 渲且环N很好的上漿劑，它既是溶解劑也是乳化劑，一方面他能溶解碳纖維中很多細小的毛刺，同時又能在表面形成一層致密樹脂層，能夠完全的包裹住碳纖維元素，在碳纖維的使用中，樹脂材料常見的上漿劑。但是樹脂材料的優(yōu)點也有可能變?yōu)樗娜秉c，因為是良好的有機溶劑，所以不僅能溶解碳纖維，同時也能溶解乙醇的溶液，自然本身也能被有機溶劑破壞，比如一些高濃度的酒就能讓樹脂出現(xiàn)孔洞，所以如果想要避免這種情況就需要對碳纖維進行貼膜。 1.2新型材料5 現(xiàn)在隨著技術(shù)的要就樹
5、脂性的材料漸漸的不能滿足材料的要求。所以人們采用了環(huán)氧基團作為是主體的作為上漿劑的主體材料新型材料。這種材料是基于樹脂的材料的思路發(fā)展的一種新型材料，這種材料的結(jié)合能力更強，在結(jié)合的性能上有幾個重要的參數(shù)：可撓性、抱合力?？蓳闲跃褪侵冈谔祭w維的表面上不會出現(xiàn)斷絲、露絲的現(xiàn)象。而抱合力就是材料和表面粘結(jié)性的能力參數(shù)。這種材料的優(yōu)點在于在生產(chǎn)的時候不會污染環(huán)境，同時取材十分方便，才都是有常規(guī)的化學(xué)材料制成，沒有異味和毒性，所以很適合推廣和使用，也比較符合我們材料重復(fù)利用，不對環(huán)境污染的要求?！ ?乳化劑材料 2.1乳化劑的優(yōu)點
6、 乳化劑是上漿劑的重要的分支，乳化劑是利用將碳纖維表面覆蓋的方式，在上漿劑的使用中，比起上漿劑，乳化劑更受到人們的青睞。因為乳化劑不會在日常的使用中產(chǎn)生新的毛刺從而導(dǎo)致人員受傷。乳化劑應(yīng)該是不良的粘結(jié)劑，乳化劑之間不應(yīng)該聚集，這樣會導(dǎo)致乳化劑層過后，影響質(zhì)量。乳化劑不會讓碳纖維的產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，所以能夠保證的碳纖維的強度。同時乳化劑后可以重新涂抹，但是溶解劑使用多次就會讓碳纖維變薄，影響應(yīng)力?！ ∩蠞{劑研制過程中選定了主組分環(huán)氧樹脂以后，選用乳化劑又是重要的一環(huán)。上漿劑中的乳化劑，其用量一般為4%～8%，這主要取決于與之結(jié)合的
7、環(huán)氧樹脂的用量和乳狀液的組成。在實際使用中，應(yīng)盡量減少乳化劑的用量，因為乳化劑是一種不良的粘結(jié)劑，它傾向于阻止干膠與碳纖維之間的粘合。同時，乳化劑的使用，又增加了上漿劑的成本。5 乳化劑的選擇方法有：（1）以親水親油平衡值（HLB值）為依據(jù)選擇乳化劑。每一種乳化劑都有其特定的HLB值，而在不同HLB值范圍之內(nèi)的乳化劑用途是不同的。對于不同單體的乳液聚合體系來說，要求其HLB值的范圍不同，若所采用的乳化劑在這個范圍之內(nèi)，則可達到最佳效果。若將兩種或多種具有不同HLB值的乳化劑混合使用，構(gòu)成復(fù)合乳化劑，使性質(zhì)不同的乳化劑由親油
8、到親水之間逐漸過渡，就會大大增進乳化效果。（2）以其他特征參數(shù)為依據(jù)選擇乳化劑。（3）經(jīng)驗法選擇乳化劑。經(jīng)驗法選擇乳化劑的基本原則如下：參考前人的工作；優(yōu)先選用離子型乳化劑；選擇與單體分子化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的乳化劑；離子型與非離子型乳化劑復(fù)合使用；所選擇的乳化劑不應(yīng)干擾聚合反應(yīng)；根據(jù)乳液聚合工藝
