【摘 要】
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碳纤维复合材料具有轻质高强的特点,在航空航天、汽车、新能源和高端体育用品等领域得到广泛应用。由于碳纤维(CF)表面惰性,在与热塑性聚偏氟乙烯树脂(PVDF)复合时存在界面结
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碳纤维复合材料具有轻质高强的特点,在航空航天、汽车、新能源和高端体育用品等领域得到广泛应用。由于碳纤维(CF)表面惰性,在与热塑性聚偏氟乙烯树脂(PVDF)复合时存在界面结合差,增强效果不理想的缺点。在海上石油和天然气开采工业中,对高强度和耐化学腐蚀的复合材料的需求越来越强烈,开发PVDF/CF复合材料成为解决问题的关键。本研究主要是对PVDF/CF进行界面改性,提高碳纤维的增强效果,拓展PVDF/CF复合材料的应用。本文采用三种方法对PVDF/CF复合材料进行界面改性。一是碳纤维表面改性,选用了KH570和氟硅烷两种偶联剂来修饰碳纤维,提高碳纤维的表面活性。二是向基体中加入MAH-g-PVDF相容剂对PVDF树脂基体进行改性,并研究了纤维改性和树脂改性相结合对复合材料性能的影响。三是开发了一种热固性碳纤维复合材料的回收技术,利用经气相氧化处理后的回收碳纤维来增强PVDF。针对三种改性的PVDF/CF复合材料体系,研究了改性后碳纤维的表面形貌、元素和官能团含量变化,从断面的形貌、界面剪切强度和树脂对碳纤维的浸润性上研究了界面的改善效果,从弯曲性能、冲击性能和动态力学性能上证明了复合材料力学性能的提高,并对PVDF/CF复合材料中碳纤维的长度分布和平均长度进行研究。
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