碳纖維增強(qiáng)改性.

1、 二二組組制造制造碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在隨種類不同而異，一般在90%90%以上。碳纖維具有一般碳以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。

2、碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的的1/41/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa3500Mpa以上，是鋼的以上，是鋼的7979倍，抗拉彈性模量為倍，抗拉彈性模量為2300043000Mpa2300043000Mpa亦高于鋼。因此亦高于鋼。因此CFRPCFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)2000Mpa/(g/cm3)以上，而以上，而A3A3鋼的比強(qiáng)度僅為鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)59Mpa

3、/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。左右，其比模量也比鋼高。碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過(guò)程中不熔融碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過(guò)程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。及石墨化等工藝制成的。碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。在密度、剛度、重量、疲勞特材料中是最高的。在密度、剛度、

4、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì)。性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì)。 優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)1、高強(qiáng)度（是鋼鐵的高強(qiáng)度（是鋼鐵的5 5倍）倍）2 2、出色的耐熱性、出色的耐熱性( (可以耐受可以耐受20002000以上的以上的高溫高溫) )3 3、出色的抗熱沖擊性、出色的抗熱沖擊性4 4、低熱膨脹系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)( (變形量小變形量小) )5 5、熱容量?。ü?jié)能）、熱容量?。ü?jié)能）6 6、比重?。ㄤ摰?、比重?。ㄤ摰?/51/5）7 7、優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能、優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能PP/碳纖維導(dǎo)電塑料1

5、.選材1)1)碳纖維碳纖維(CF)(CF)2)2)聚丙烯聚丙烯(PP)(PP)3)3)硫酸硫酸( (濃度濃度92%)92%)工業(yè)級(jí)工業(yè)級(jí)4)4)高錳酸鉀高錳酸鉀2.制備方法 碳纖維表面處理碳纖維表面處理碳纖維和碳纖維和PPPP混煉拉片混煉拉片造粒造粒注射試樣注射試樣( (壓制試樣壓制試樣) ) 測(cè)試測(cè)試性能分析性能分析(1)(1)碳纖維的表面處理對(duì)性能的影響碳纖維的表面處理對(duì)性能的影響 未經(jīng)表面處未經(jīng)表面處理的碳纖維理的碳纖維, ,表面存在許多沉積物表面存在許多沉積物. .用它作增強(qiáng)材料用它作增強(qiáng)材料時(shí)時(shí), ,纖維與樹(shù)脂表面的粘接性能較差纖維與樹(shù)脂表面的粘接性能較差. .復(fù)合材料受力復(fù)合材料受

6、力時(shí)時(shí), ,易造成纖維被拉出易造成纖維被拉出, ,負(fù)荷不能被傳遞負(fù)荷不能被傳遞, ,材料形成剪材料形成剪切破壞切破壞. .本實(shí)驗(yàn)用本實(shí)驗(yàn)用5%KMnO45%KMnO4和硫酸混合液和硫酸混合液. .碳纖維表面碳纖維表面氧化處理后氧化處理后, ,用蒸餾水沖洗呈中性用蒸餾水沖洗呈中性, ,然后干燥處理然后干燥處理. .實(shí)實(shí)驗(yàn)表明驗(yàn)表明, ,對(duì)碳纖維的表面處理對(duì)碳纖維的表面處理, ,溫度為溫度為6070,6070,處理處理時(shí)間為時(shí)間為12151215分鐘時(shí)為最佳分鐘時(shí)為最佳, ,否則會(huì)產(chǎn)生氧化不足或否則會(huì)產(chǎn)生氧化不足或氧化過(guò)量氧化過(guò)量, ,影響纖維的性能影響纖維的性能. .效果評(píng)價(jià)通過(guò)一系列配方和測(cè)試

7、通過(guò)一系列配方和測(cè)試,CE/PP,CE/PP復(fù)合材料具有下列基本特性復(fù)合材料具有下列基本特性1)1)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨著碳纖維的含量增加而增加復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨著碳纖維的含量增加而增加, ,但材料但材料的抗沖擊性能稍有下降的抗沖擊性能稍有下降, ,碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以30%30%為宜為宜. .2)2)復(fù)合材料的流動(dòng)性隨著碳纖維含量增加而下降復(fù)合材料的流動(dòng)性隨著碳纖維含量增加而下降, ,而材料的結(jié)而材料的結(jié)晶度有所提高晶度有所提高. .3)3)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能隨著碳纖維含量增加有明顯改善復(fù)合材料的導(dǎo)電性能隨著碳纖維含量增加有明顯改善, ,碳纖碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%30%10%30