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1、復(fù)舍材料虧報(bào)第25卷第5期1O月2008年∞‰∞Vol_25No．5October20O8文章編號(hào)：1000—3851(2008)05—0064—05表面處理碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料力學(xué)性能宋艷江，高鑫，朱鵬，王曉東，黃培(南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210009)摘要：采用空氣氧化法和硝酸氧化法對(duì)碳纖維進(jìn)行表面處理，研究了碳纖維(CF)增強(qiáng)熱塑性聚酰亞胺(TPI)復(fù)合材料的力學(xué)性能。采用Boehm滴定方法測(cè)定了經(jīng)過(guò)硝酸處理后CF表面酸性官能團(tuán)數(shù)量。結(jié)果表明：CF表面酸性官能團(tuán)的數(shù)量隨著濃硝酸處理時(shí)間的增加而增加；濃硝酸處理效果比空氣氧化好，當(dāng)濃硝酸處
2、理CF的時(shí)間為20min時(shí)，CF／TPI復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高1O和14，XPS表明此時(shí)CF表面活性官能團(tuán)比未處理增加35．89％。AFM表明，濃硝酸對(duì)CF表面刻蝕溝明顯；SEM表明，CF與TPI基體之間形成良好的界面，CF起到了增強(qiáng)效果。關(guān)鍵詞：聚酰亞胺；碳纖維；表面處理；濃硝酸；力學(xué)性能中圖分類(lèi)號(hào)：TB332；TQ327．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AMechanicalpropertiesofcarbonfibermodifiedthermoplasticpolyimidewithsurfacetreatmentSONGYanjiang，GAOXin，ZHUPeng，WANGXi
3、aodong，HUANGPei(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，CollegeofChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Theshortcutcarbonfibers(CF)weretreatedbyairoxidationandnitricacidoxidation，andthemechanicalpropertiesofCFreinforcedthermo
4、plasticpolyimide(TPI)resinmatrixcomposites(CF／TPI)werestudied．TheresultsofBoehmtitrationmethodshowthattheacidicfunctionalgroupsonthetreatedsurfaceofCFincreaseasthetreatingtimeextends，andthenitricacidoxidationisbetterthantheairoxidation．Comparedwiththeuntreatedcomposite．thetensilestrengthandflex
5、uralstrengthareimprovedby10and14，whenthetreatmenttimeofnitricacidis20rain．X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)indicatesthattheacidicoxygenfunctionalgroupsonCFincreaseby35．89．Theatomicforcemicroscopy(AFM)imagesshowthatthenitricacidiscapableofincreasingtheroughnessofCF．Thescanningelectronmicroscop
6、y(SEM)photographofthefracturesurfacerevealsthatthereisinterfacebondingbetweentreatedCFandTPI．Keywords：polyimide；carbonfiber；surfacetreatment；concentratednitricacid；mechanicalproperties聚酰亞胺以其優(yōu)異的耐高、低溫，耐腐蝕，自起復(fù)合材料自身缺陷，因此在碳纖維使用時(shí)一般對(duì)潤(rùn)滑性能，以及突出的力學(xué)性能受到國(guó)內(nèi)外的普遍其進(jìn)行表面改性]。王軍祥等利用空氣氧化處理關(guān)注_1]。而熱塑性聚酰亞胺(TPI)相比熱固性聚C
7、F增強(qiáng)尼龍[9]，關(guān)新春等液相氧化CF增強(qiáng)水泥石酰亞胺具有更好的加工性能，可以一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)性能口，王玉國(guó)等利用表面處理三維編織碳纖維雜的制品，TPI及其復(fù)合材料對(duì)滿(mǎn)足航空航天、電增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料力學(xué)性能口，丁美平等利用不子工業(yè)等領(lǐng)域?qū)舛瞬牧系男枨缶哂兄匾饬x_3]。同方法處理CF增強(qiáng)PTFE復(fù)合材料[1，都是通過(guò)碳纖維(CF)以其高比強(qiáng)度、耐磨損、耐疲勞、改善CF表面物理或者化學(xué)性質(zhì)，使CF和樹(shù)脂之熱膨脹系數(shù)小以及自潤(rùn)滑等優(yōu)異性能成為重要的增間形成良好
