碳纤维增强改性.

1、 二二组组制造制造碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在随种类不同而异，一般在90%90%以上。碳纤维具有一般碳以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

2、碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的的1/41/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa3500Mpa以上，是钢的以上，是钢的7979倍，抗拉弹性模量为倍，抗拉弹性模量为2300043000Mpa2300043000Mpa亦高于钢。因此亦高于钢。因此CFRPCFRP的比强度即材料的强度与其密度之的比强度即材料的强度与其密度之比可达到比可达到2000Mpa/(g/cm3)2000Mpa/(g/cm3)以上，而以上，而A3A3钢的比强度仅为钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)59Mpa

3、/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。左右，其比模量也比钢高。碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。及石墨化等工艺制成的。碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特材料中是最高的。在密度、刚度、

4、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。 优势优势1、高强度（是钢铁的高强度（是钢铁的5 5倍）倍）2 2、出色的耐热性、出色的耐热性( (可以耐受可以耐受20002000以上的以上的高温高温) )3 3、出色的抗热冲击性、出色的抗热冲击性4 4、低热膨胀系数、低热膨胀系数( (变形量小变形量小) )5 5、热容量小（节能）、热容量小（节能）6 6、比重小（钢的、比重小（钢的1/51/5）7 7、优秀的抗腐蚀与辐射性能、优秀的抗腐蚀与辐射性能PP/碳纤维导电塑料1

5、.选材1)1)碳纤维碳纤维(CF)(CF)2)2)聚丙烯聚丙烯(PP)(PP)3)3)硫酸硫酸( (浓度浓度92%)92%)工业级工业级4)4)高锰酸钾高锰酸钾2.制备方法 碳纤维表面处理碳纤维表面处理碳纤维和碳纤维和PPPP混炼拉片混炼拉片造粒造粒注射试样注射试样( (压制试样压制试样) ) 测试测试性能分析性能分析(1)(1)碳纤维的表面处理对性能的影响碳纤维的表面处理对性能的影响 未经表面处未经表面处理的碳纤维理的碳纤维, ,表面存在许多沉积物表面存在许多沉积物. .用它作增强材料用它作增强材料时时, ,纤维与树脂表面的粘接性能较差纤维与树脂表面的粘接性能较差. .复合材料受力复合材料受

6、力时时, ,易造成纤维被拉出易造成纤维被拉出, ,负荷不能被传递负荷不能被传递, ,材料形成剪材料形成剪切破坏切破坏. .本实验用本实验用5%KMnO45%KMnO4和硫酸混合液和硫酸混合液. .碳纤维表面碳纤维表面氧化处理后氧化处理后, ,用蒸馏水冲洗呈中性用蒸馏水冲洗呈中性, ,然后干燥处理然后干燥处理. .实实验表明验表明, ,对碳纤维的表面处理对碳纤维的表面处理, ,温度为温度为6070,6070,处理处理时间为时间为12151215分钟时为最佳分钟时为最佳, ,否则会产生氧化不足或否则会产生氧化不足或氧化过量氧化过量, ,影响纤维的性能影响纤维的性能. .效果评价通过一系列配方和测试

7、通过一系列配方和测试,CE/PP,CE/PP复合材料具有下列基本特性复合材料具有下列基本特性1)1)复合材料的拉伸强度随着碳纤维的含量增加而增加复合材料的拉伸强度随着碳纤维的含量增加而增加, ,但材料但材料的抗冲击性能稍有下降的抗冲击性能稍有下降, ,碳纤维的质量分数以碳纤维的质量分数以30%30%为宜为宜. .2)2)复合材料的流动性随着碳纤维含量增加而下降复合材料的流动性随着碳纤维含量增加而下降, ,而材料的结而材料的结晶度有所提高晶度有所提高. .3)3)复合材料的导电性能随着碳纤维含量增加有明显改善复合材料的导电性能随着碳纤维含量增加有明显改善, ,碳纤碳纤维的质量分数在维的质量分数在10%30%10%30