炭纤维表面处理对CF/PI复合材料界面性能的影响(英文）

在基体和成型工艺一定的条件下，炭纤维（CF）的表面状态决定了复合材料的界面性质通过空气冷等离子体处理、表面接技NA-酸酐和表面徐没涂层的方法对炭纤维进行表面改性：采用界面微脱粘测试技术表征不同表面处理方法对炭纤维／聚酰亚胶树脂复合材料界面剪切强度的影响；

PMR型耐高温聚酰亚胺基体树脂及复合材料的制备与性能研究

分别以3,4′-二氨基二苯基醚(3,4′-ODA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)作为二胺和二酐单体、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(NA)作为封端剂,通过调节3种原料的化学计量比,在无水甲醇溶剂中合成了具有不同分子量的预聚体,并通过不同温度下的热处理获得了一系列聚酰亚胺(PI)树脂。结果表明:随着预聚体分子量的增加,固化后PI树脂的热稳定性得到提高,5%热失重温度(T_(5%))由460℃升至513℃,10%热失重温度(T_(10%))由513℃升至554℃;但是由于交联密度的降低,PI树脂的玻璃化转变温度(Tg)随预聚体分子量的增加从309℃降低至271℃。同时发现,合理的后固化可使PI树脂的耐高温性能得到提高。以该系列PI树脂为基体,采用手糊法制备了一系列碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料,它们表现出优良的耐热性能(T_(5%):532~595℃,T10%:631~840℃,Tg:346~422℃)和机械性能(弯曲强度:559~811MPa,弯曲模量:46.3~59.9GPa,层间剪切强度:29.3~36.7MPa,冲击强度:88~104kJ/m^(2)),可实现在航空航天领域的耐高温应用。

一种碳纤维增强双元基体复合材料的高温性能和摩擦学性能

高性能自润滑复合材料有助于提高零件的使用寿命,减少维护次数,对先进制造业至关重要。为了开发新型复合材料,文中采用化学气相渗透法(CVI)和真空浸渍固化工艺制备了热解碳改性碳纤维立体织物增强聚酰亚胺复合材料(PI-C/CF)。该复合材料具有良好的热力学性能,其初始分解温度为400℃以上,形变温度在380℃以上,并且在380℃的强度保持率在68%以上。此外,PI-C/CF还具有优异的自润滑性能和出色的抗磨损性能,在室温(RT)其平均摩擦系数为0.051,体积磨损率为6.125×10^(-14) m^(3)/(N·m);在RT~380℃范围内,复合材料的体积磨损率为7.24×10^(-14) m^(3)/(N·m)。最后,通过研究PI-C/CF材料的抗氧老化性能和减磨耐磨机理,发现热解碳对碳毡的改性以及热解碳与聚酰亚胺的协同作用是其具有耐高温和自润滑性能的关键。

碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的碳化研究

利用模压成型法制备了碳纤维增强聚酰亚胺复合材料(CF/PI),研究了不同碳化温度下,CF/PI复合材料的结构以及性能的变化规律。结果表明,500~800℃,热失重显著,对应亚酰胺环沿着C-N键断裂,先后发生脱羰基、脱氢反应。碳化后,分子处于无序态,力学性能大幅下降;800~1000℃,分子内官能团进行重组,900℃碳化后出现了表征碳材料(110)面的衍射峰,且力学强度达到最大值,复合材料的碳层结构逐渐形成。随着碳化温度的增加,基于聚酰亚胺与碳纤维的相互作用,复合材料的界面结合情况得到改善,且900℃碳化后,复合材料具有最佳综合性能。