上漿劑是制備碳纖維復(fù)合材料時(shí)會(huì)用到的一種添加劑，在碳纖維原絲出廠前會(huì)在表面涂抹一層，以防止原絲起毛，利于收卷和運(yùn)輸之用。上漿劑并不是固定的，目前多以環(huán)氧樹脂使用較多，但此類上漿劑對(duì)于制備熱塑性碳纖維復(fù)合材料并無益處，需要在制備前去除。
 
 
    熱塑性碳纖維以熱塑性樹脂作為基體材料，只有充分浸潤碳纖維，才能形成物理結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的復(fù)合材料。浸潤率提升一直以來都是阻礙高性能熱塑性碳纖維復(fù)合材料制備的難題，若依舊采用上漿劑從中調(diào)和的方式，來增加碳纖維與樹脂接觸的界面強(qiáng)度，哪些上漿劑是較為匹配的呢？
 
    大家知道碳纖維本身的惰性較強(qiáng)，而上漿劑的施用可以在提升碳纖維表面的表面能，改善其表面粗糙程度。上漿劑的施加可以利用其自帶的化學(xué)特性，在基體間發(fā)生擴(kuò)散，促使碳纖維與基體形成分子鏈纏結(jié)，宏觀的效果就是上面提到的提升界面強(qiáng)度，使得熱塑性樹脂達(dá)到較好的浸潤效果，完成熱塑性碳纖維復(fù)合材料的制備。
 
    制備熱塑性碳纖維，這3類上漿劑可行性較高
 
    上文中也提到原先使用的環(huán)氧樹脂類上漿劑并不是適用于熱塑性碳纖維的制備，去除表面附著的環(huán)氧樹脂上漿劑后，需要施加新型品類的上漿劑，國內(nèi)外多家機(jī)構(gòu)經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，下面這3類上漿劑，可以更好的促進(jìn)熱塑性樹脂的浸潤。
 
制備熱塑性碳纖維，這3類上漿劑可行性較高
 
    1、本體型上漿劑
 
    對(duì)于高性能熱塑性復(fù)合材料，選擇能夠與基體適配的上漿劑體系進(jìn)行界面改性是一種較好的思路。聚醚酰亞胺（PEI）是一種非晶態(tài)高性能熱塑性高分子材料，利用聚醚酰亞胺（PEI）的溶液或乳液能夠直接制備成上漿劑，對(duì)CF/PEI體系進(jìn)行上漿。
 
    將聚醚酰亞胺（PEI）調(diào)配成具有良好穩(wěn)定性的乳液，采用聚醚酰亞胺（PEI）乳液在纖維表面涂覆均勻以完成上漿，PEI上漿使界面剪切強(qiáng)度有明顯的的提升，聚醚酰亞胺（PEI）在上漿劑和基體中良好的互溶性增加了碳纖維表面的潤濕性，對(duì)改善界面性能有積極作用。
 
    根據(jù)國內(nèi)從事熱塑性碳纖維復(fù)合材料研究的機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，聚醚酰亞胺（PEI）上漿可促使界面剪切強(qiáng)度由56.65 MPa提升至67.04 MPa，提升了18.34%。
 
制備熱塑性碳纖維，這3類上漿劑可行性較高
 
    2、互溶型上漿劑
 
    互溶型上漿劑是利用既能夠與基體互溶，又可以溶解于其他溶劑的高分子材料制備的上漿劑，在復(fù)合材料的加工過程中，上漿劑能夠與基體間形成分子鏈纏結(jié)，從而增強(qiáng)界面相互作用。聚醚酰亞胺（PEI）具有與聚醚醚酮（PEEK）以任意比例混溶的特性，因而有潛力成為聚醚醚酮（PEEK）基體的上漿劑。聚醚酰亞胺（PEI）上漿劑對(duì)CF/PEEK復(fù)合材料的界面強(qiáng)度是否有提升作用呢？
 
    利用N-甲基吡咯烷酮將聚醚酰亞胺（PEI）溶解，配制成不同濃度的溶液后對(duì)碳纖維進(jìn)行上漿處理，再通過加熱除去溶劑。上漿后，碳纖維表面粗糙度及表面能有所提升，界面剪切強(qiáng)度由55.1 MPa上升至最高64.5 MPa，提升了17.1%。聚醚酰亞胺（PEI）上漿后在碳纖維表面增加了凸起，并且能夠與聚醚醚酮（PEEK）分子鏈在加工過程中充分纏結(jié)，實(shí)現(xiàn)了界面處的增強(qiáng)。
 
制備熱塑性碳纖維，這3類上漿劑可行性較高
 
    3、納米粒子復(fù)合型上漿劑
 
    為了進(jìn)一步提升界面性能，有學(xué)者嘗試在上漿的同時(shí)添加納米材料，改變纖維表面的幾何結(jié)構(gòu)，以期既加強(qiáng)浸潤性，又提升粗糙度。一系列含有納米粒子的上漿劑被設(shè)計(jì)和研究出來，并在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用于界面改性工作中。通過調(diào)整納米粒子的形態(tài)、種類及含量，界面強(qiáng)度能夠得到改善。
 
    聚醚酰亞胺（PEI）/氧化石墨烯（GO）復(fù)合型上漿劑在界面處具備多種效應(yīng)，聚醚酰亞胺（PEI）能夠與聚醚醚酮（PEEK）進(jìn)行互溶擴(kuò)散與分子鏈纏結(jié)，形成了良好的界面結(jié)合，增大了分子間作用力；氧化石墨烯（GO）在界面相可以起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用，對(duì)界面增強(qiáng)具有重要的作用。在上漿劑中摻混納米粒子有助于界面處納米粒子的固定，但上漿劑聚合物可能遮蔽部分納米粒子，減弱了界面處粗糙度的提升。
 
    制備熱塑性碳纖維復(fù)合材料，選擇合適的上漿劑只是第一步，它存在的意義是提升界面強(qiáng)度，為碳纖維和熱塑性樹脂的分子鏈纏結(jié)提供有力的輔助。
 
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