【摘 要】
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上浆剂是碳纤维的重要组成部分,对碳纤维的综合性能及碳纤维复合材料的界面起着至关重要的作用,双组分环氧上浆剂上浆后的碳纤维具有表面固化程度可控、柔韧性好和低饱和吸水率低等优点,开发出适合碳纤维双组分上浆用固化剂对于进一步提高碳纤维复合材料的耐热性与耐湿热老化后界面性能,拓宽碳纤维复合材料应用领域有重要意义。本论文以环氧树脂-多元胺加成物为油性树脂,探讨了间苯二甲胺改性环氧树脂、改性乳化剂及乳化剂用量
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上浆剂是碳纤维的重要组成部分,对碳纤维的综合性能及碳纤维复合材料的界面起着至关重要的作用,双组分环氧上浆剂上浆后的碳纤维具有表面固化程度可控、柔韧性好和低饱和吸水率低等优点,开发出适合碳纤维双组分上浆用固化剂对于进一步提高碳纤维复合材料的耐热性与耐湿热老化后界面性能,拓宽碳纤维复合材料应用领域有重要意义。本论文以环氧树脂-多元胺加成物为油性树脂,探讨了间苯二甲胺改性环氧树脂、改性乳化剂及乳化剂用量对固化剂乳液粒度与机械稳定性的影响,在此基础上,制备了以间苯二甲胺和异佛尔酮二胺为基础的八种固化剂乳液,进一步通过乳液的静置稳定性优选出了G5～G8四种固化剂乳液进行后续性能研究。采用热重分析仪对G5～G8四种上浆剂体系的耐热性进行了表征,发现分别含四种固化剂的上浆剂T5%为G8＞G6＞G7＞G5,这与含有固化剂乳液的双组分上浆剂中耐热基团苯环的含量变化一致;非等温DSC（差示扫描量热法）测试结果表明,四种上浆剂的固化最高峰顶温度均低于120℃。分别用含有四种固化剂的双组分上浆剂对碳纤维进行上浆,上浆后浆料在纤维表面分布均匀,单丝拉伸强度最大达到了5405 MPa,表面能达到了51.52m J/m~2,复合材料的IFSS达到了83.47 MPa,均达到了商业碳纤维的水平且有一定程度的提高。对G5～G8四种碳纤维复合材料的热处理温度、高温及湿热老化后界面性能进行了研究,四种碳纤维复合材料的最佳热处理温度均为150℃,G8碳纤维复合材料的高温界面性能最好,150℃高温ILSS保留率为48.82%,G7复合材料的湿热老化性能后界面性能最优异,90℃水煮一周后,湿态与干态ILSS（层间剪切强度）保留率分别为78.34%和91.16%,四种碳纤维复合材料的耐高温和湿热老化界面性能均达到了商业碳纤维的水平,有利于扩大碳纤维复合材料的应用领域。
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