碳纤维杂化增强体的制备及其对复合材料界面性能的影响

作者：黄玉东

来源：中国材料进展, 2013, (04): 211.

• 多面体低聚倍半硅氧烷
• 碳纳米管
• 碳纤维
• 复合材料
• 界面改性 polyhedral oligomeric silsesquioxane
• carbon nanotube
• carbon fiber
• composites
• interface modification

为了改善碳纤维/环氧树脂复合材料的界面性能,使用八缩水甘油醚基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)作为偶联剂,将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维表面,成功制备了碳纤维/POSS/CNTs杂化增强体。通过X-射线光电子能谱、扫描电镜、动态接触角分析和单丝拉伸等测试手段表征了杂化增强体的性能。测试结果表明,改性后,POSS和CNTs均匀的接枝在了碳纤维表面,纤维表面粗糙度明显增加,表面极性官能团含量和表面能提高,而纤维单丝强度并没有显著降低。采用单丝拔出测试表征了改性前后复合材料界面性能的变化,结果表明,杂化接枝能够有效改善碳纤维/环氧树脂复合材料的界面粘结,使复合材料界面剪切强度提高了105%。碳纤维表面浸润性的提高、表面粗糙度增加和化学键的形成是复合材料界面性能改善的主要原因。

• 单位
  哈尔滨工业大学