碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅶ．碳纤维单丝受力状态下的界面结合状态

研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基体中拉伸时的现象及界面剪切强度．拉伸时发现，氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象，未处理纤维没有明显的光弹现象，而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线．由拉伸后纤维的平均断裂长度得知，氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度，因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝．接枝纤维的界面结合强度，在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度，但并不产生垂直于轴向的裂缝，表现出优化界面的特征．     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅴ．碳纤维表面等离子法接枝处理

利用等离子处理方法，在碳纤维表面引入羟基，由氧化还原反应引发丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合，可产生厚达３００ｎｍ的接枝层．通过ＦＴ－ＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ以及力学性能的研究发现，碳纤维接枝后与等离子处理情况相反，强度及延伸率有明显增加，而模量却下降．     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：V.碳纤维表面…

利用等离子处理方法，在碳纤维表面引入羟基，由氧化还原反应引发丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合，可产生厚达３００ｎｍ的接枝层。通过ＦＴ－ＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ以及力学性能的研究发现，碳纤维接枝后与等离子处理情况相反，强度及延伸率有明显增加，而模量却下降。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅱ．低温等离子处理对碳纤维表面浸润特性的影响

采用毛吸浸润法，研究了氧等离子及氩等离子处理对聚丙烯腈基碳纤维表面浸润特性的影响。发现了等离子处理可以使碳纤维表面对水的浸润性能大为改善，氧等离子处理效果更为明显。对在碳纤维表面预涂不饱和酸酐，经等离子处理可产生接枝的现象进行了验证，并发现接枝马来酸酐后浸润性能反而比原纤维有所下降。经等离子处理的纤维随其接触空气时间的延续，表面浸润性能不断退化，纤维对水的接触角呈曲折形式逐步增加。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：Ⅶ.碳纤维单…

研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基栖中拉伸时的现象及界面剪切强度。拉伸时发现，氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象，未处理纤维没有明显的单弹现象，而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线。由拉伸一纤维的平均断裂长度得知，氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度，因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝。接枝纤维的界面结合强度，在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度，但并不产生垂直于     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：VI.碳纤维复…

通过扭转力学、层间剪切强度（ＩＬＳＳ）、微量冲击、ＳＥＭ等研究发现，未处理碳纤维复合材料的界面结合强度已经弱到不能有效传递载荷的地步，而１００ｎｍ厚接技碳纤维复合材料却具有优良的整体性和ＩＬＳＳ，在冲击过程中有足够的弹性承载能力和一定的纤维拔出与界面脱粘可能，从而有较高的抗冲击性能。氧等离子处理纤维复合材料的界面结合过强，冲击时几乎没有纤维拔出和滑移，也就没有很高的抗冲击能力和ＩＵＬＳＳ。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅳ．等离子处理对于碳纤维表面官能团的影响

利用二苯基苦基肼分析法发现，等离子处理后碳纤维表面上将产生２～６个／ｎｍ￣２游离基．它们会在３０ｈ内转化成其它基团，再复转为酚羟基后慢慢消失．等离子处理的作用－方面可导致游离基或介稳基团的产生，另一方面又不断消除它们．提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成，但超过一定限度后反会适得其反．利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时，产生接枝聚合分子链．     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：I.低温等离…

通过碳纤维表面的扫描电观察与复丝力学性能测定，发现等离子处理对纤维的模量几乎没有影响，而强度随着处理功率的增加和时间的延长稍有下降，在外观上仅表现为纤维表面纵向沟槽的加深。氩气等离子比氧化性空气等离子的损伤小。通过碳纤维表面的Ｘ射线光电子能谱分析，结合喇曼光谱的研究，还发现等离子处理的有效深度达到１５ｎｍ左右。其作用是蚀刻去碳纤维表面脂肪链结构，产生石墨等晶体结构富集的高能表面。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅰ．低温等离子处理对碳纤维表面的作用

通过碳纤维表面的扫描电镜观察与复丝力学性能测定，发现等离子处理对纤维的模量几乎没有影响，而强度随着处理功率的增加和时间的延长稍有下降，在外观上仅表现为纤维表面纵向沟槽的加深。氩气等离子比氧化性空气等离子的损伤小。通过碳纤维表面的Ｘ射线光电子能谱分析，结合喇曼光谱的研究，还发现等离子处理的有效深度达到１５ｍｍ左右。其作用是蚀刻去碳纤维表面脂肪链结构，产生石墨等晶体结构富集的高能表面。     

碳纤维表面处理及共复合材料界面优化的研究：Ⅳ.等离子处理…

利用二苯基苦基肼分析法发现，等离子处理后碳纤维表面上将产生２～６个／ｎｍ＾２游离基。它们会在３０ｈ内转化成其它基团，再复转为酚羟基后慢慢消失。等离子处理的作用一方面可导致游离基或介稳基团的产生，另一方面又不断消除它们。提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成，但超过一定的限度后反会适得其反。利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时，产生接枝聚合分子链。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅲ．碳纤维表面官能团高精度分析法

建立了以１，１－二苯基－２－苦基肼（ＤＰＰＨ）为探针，用紫外可见光分光光度计分析碳纤维表面酚羟基、醌基和游离基的新方法。并对该方法进行了论证和误差分析，得知该方法的分析灵敏度达１０￣（－８）～１０￣（－７）ｍｏｌ数量级，且误差不超过±１％。利用该方法发现，裸碳纤维表面酚羟基很容易在较高的温度下氧化，外涂层碳纤维表面拥有的酚羟基比裸纤维要多。此外，等离子处理将使碳纤维表面产生相当多的游离基或能迅速分解为游离基的基团。     

高含量CF/PA6复合材料的非等温结晶动力学

采用差示扫描量热仪,研究高含量碳纤维增强尼龙6(CF/PA6)复合材料的非等温结晶行为,应用Je-ziorny法和Liu法对尼龙6(PA6)的非等温结晶动力学过程进行处理.结果表明,高含量碳纤维的引入对基体尼龙6的结晶起到促进的作用,提高其结晶速率,缩短了结晶时间,但对基体尼龙6的成核机理和晶体生长方式没有发生很大的改变.     

稀土处理对碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料拉伸性能的影响

采用空气氧化、空气氧化后稀土改性和稀土改性对碳纤维表面进行处理,并研究了3种表面处理对碳纤维增强聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料拉伸性能的影响.探讨了稀土含量对于复合材料拉伸性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料拉伸试件的断口进行分析.结果表明:稀土处理能够有效地提高碳纤维与聚四氟乙烯基体的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的拉伸性能.当稀土元素在表面改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的拉伸性能最佳.     

双螺杆反应挤出制备碳纤维增强尼龙6复合材料的研究(英文)

为了实现连续规模化生产以及碳纤维在尼龙6复合材料中的均匀分布,采用了长径比为32:1的SLJ-35B型双螺杆挤出机.结果显示碳纤维在复合材料中分布非常均匀,碳纤维平均长径比约为20:1;在潮湿环境下与纯尼龙相比,碳纤维增强后的尼龙6复合材料各项性能的稳定性明显增加;扫描电镜照片显示碳纤维与尼龙基体强化学耦合显著提高了复合材料的整体粘结性.     

粘胶基碳布电化学氧化表面处理的研究

本文用电化学氧化方法对粘胶基碳布进行表面处理。采用电位滴定法分析测定了氧化处理前后碳纤维表面酸性官能团含量的变化,用水滴铺展方法分析了处理前后碳布润湿性能的变化情况,探讨了酸性官能团含量、织物强力与复合材料层间剪切强度的关系,找出了以Ｈ３ＰＯ４为电解质的最佳电化学氧化表面处理工艺。     

CF／PEEK复合材料的摩擦磨损行为研究

研究了碳纤维增强聚醚醚酮（ＣＦ／ＰＥＥＫ）复合材料的摩擦磨损行为．结果表明复合材料的摩擦系数与磨损率依赖于材料中纤维的含量，在１０％～２０％范围有最低值，并对载荷有明显的依赖性．纤维含量的影响是碳纤维本身的减摩阻磨性和其对纤维在树脂中所处的分散状态及纤维在作用中的变化的依赖性有关；而载荷的影响则与树脂在作用过程中产生热后所处的物理状态有关．由于纤维对材料的摩擦尤其是磨损性能可能产生不利的影响，如纤维受磨减薄后产生的碎片导致磨料性磨损，而这种影响可通过复合材料的制备工艺来达到一定程度的控制，制备工艺对获得理想材料至关重要