碳纤维表面多尺度界面构建及其复合材料力学性能研究

采用硫醇烯反应在碳纤维表面一次性构建了由碳纳米管和石墨烯组成的多尺度界面,并通过密炼的方式与聚丙烯共混制备成复合材料。按照ASTM及ISO标准通过注塑制备标准样。结果表明:本实验制备的碳纤维增强聚丙烯复合材料的弯曲、拉伸及冲击强度有明显提升。多尺度结构有效地提高了聚丙烯基体与纤维之间的界面结合强度。此外,还分析了碳纤维修饰前后的表面官能团变化及形貌变化对复合材料性能的影响。

PAN基原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变

利用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和广角X射线衍射(WAXD)对聚丙烯腈(PAN)原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变进行了测试和研究。结果表明:空气和氮气气氛中的热稳定性差异主要是由于化学反应差异性造成的,随着热稳定化的进行,发生环化、脱氢和氧化反应,且在230℃以上氧化反应明显增强。拉曼结果显示D带强度减弱,G带强度增强,化学反应使SP^(3)杂化碳转化为SP^(2)杂化碳原子,低温碳化阶段分子链之间交联形成了无定型碳质结构。原始的微晶结构逐渐破坏重组形成新的类石墨碳结构,微晶尺寸变小。