提升碳纖維復(fù)合材料性能的方式有很多，其中碳纖維表面處理是較為常用的一種。碳纖維自身惰性較強(qiáng)，表面處理后的碳纖維界面會(huì)保留較多的官能團(tuán)，在與基體材料鍵合時(shí)提供更好的粘連效果，形成的復(fù)合材料的力學(xué)性能會(huì)有一定的提升。空氣氧化是目前常用的一種處理方法，普遍應(yīng)用于碳纖維與熱固性樹(shù)脂的制備中。智上新材料將結(jié)合專業(yè)論文，介紹另一種可應(yīng)用于熱塑性碳纖維復(fù)合材料制備的處理方法，即稀土溶液處理法（RES），稀土溶液處理后的碳纖維與聚酰亞胺（PI）樹(shù)脂融合，形成的熱塑性CF/PI復(fù)合材料在力學(xué)性能方面有更為出色的表現(xiàn)。
　　
 
　　稀土溶液處理后，CF/PI復(fù)合材料力學(xué)性能提升明顯
　　
　　1、拉伸性能：對(duì)比不同重量百分比下稀土溶液處理后的CF/PI試樣，拉伸強(qiáng)度分別為114.5MPa（0.1wt%）、118.5MPa（0.2wt%）、123.5MPa（0.3wt%）、120MPa（0.4wt%）和117.5MPa（0.5wt%）；拉伸模量分別為3.02GPa（0.1wt%）、3.13GPa（0.2wt%）、3.27GPa（0.3wt%）、3.16GPa（0.4wt%）和3.07GPa（0.5wt%）。在0.3wt%重量百分比下，拉伸強(qiáng)度和模量提升達(dá)到峰值。
　　
 
　　對(duì)比0.3wt%重量百分比下，未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸強(qiáng)度和模量數(shù)據(jù)，其中拉伸強(qiáng)度分別是103MPa、113Pa和123Pa，拉伸模量分別是2.75GPa、2.85GPa和3.25GPa，稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸性能提升更為明顯。
　　
 
　　用電鏡掃描未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣截面，其中未處理的試樣表面（圖a）較為光滑，纖維和樹(shù)脂之間存在較大的間隙，粘黏性較差；空氣氧化處理后的試樣表面（圖b）稍顯粗糙，碳纖維和樹(shù)脂之間依然存在不小的間隙，而且碳纖維有明顯的傾斜，這是因?yàn)榭諝庋趸幚砗笤黾恿吮砻婀倌軋F(tuán)和粗糙度，提升了粘黏性，但同時(shí)對(duì)碳纖維造成了一定的損傷，總體來(lái)說(shuō)拉伸強(qiáng)度和模量有一定的提升；稀土溶液處理后的試樣表面（圖c）表面也比較光滑，碳纖維沒(méi)有從基體中拉出，被基體包裹得較為緊實(shí)，整體粘黏性更好，能夠傳遞更大的應(yīng)力載荷，因此拉伸強(qiáng)度和模量有了更大的提升。
　　
 
　　2、抗彎性能：在載荷力9N和滑動(dòng)頻率4Hz的環(huán)境下，測(cè)試未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣的彎曲強(qiáng)度和模量數(shù)據(jù)，其中彎曲強(qiáng)度分別為150MPa、170MPa和178MPa，彎曲模量分別為5.67GPa、5.75GPa和5.79GPa，稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸性能提升較為明顯。
　　
 
　　稀土溶液處理對(duì)于CF/PI復(fù)合材料力學(xué)性能的提升是較為明顯的，但該處理方式不一定適用于所有的熱塑性碳纖維復(fù)合材料。智上新材料認(rèn)為，想要打開(kāi)熱塑性碳纖維這扇門，批量制備出性能更好的熱塑性碳纖維復(fù)合材料（如CF/PEEK、CF/PPS等），并將之成熟的應(yīng)用于各行各業(yè)，不僅需要更多的技術(shù)和資金的投入，而且需要更多企業(yè)和組織的參與，同樣還需要國(guó)家政策的大力傾斜，這是一個(gè)需要長(zhǎng)久接力、共同努力才能完成的事業(yè)。