碳纤维表面接枝聚合物及其对复合材料界面的影响

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1、万方数据碳纤维表面接枝聚合物及其对复合材料界面的影响／黄锦河等·4l·碳纤维表面接枝聚合物及其对复合材料界面的影响’黄锦河，林志勇，钱浩(华侨大学材料科学与工程学院，采翔362021)摘要综述了碳纤维表面接枝聚合物的各种方法，包括电聚合、电沉积、等离子体接枝聚合、化学接枝聚合等；撂讨了接鼓聚合耪层对复合糖耪器委的影响。关键词碳纤维接枝聚合物复合材料界面ReviewsoftheStudiesonCarbonFiberGraftingPolymerandInfluenceonCompositeInterfaceHUANGJinhe，LINZh

2、iyong，QIANHao(ColiegeofMaterialsScienceandEngineering，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362021)AbstractThearticlemainlyreviewsthemethodofcarbonfibersurfacegraftingpolymerization，includingelectro-polymerization，eleetrodeposits，plasmagraftpolymerization，chemicalgraftpolymerization，

3、andSO011．Theinfluenceofcarbonfibersurfacegraftingpolymerizationontheinterfaceofpolymercompositeisalsodiscussed．Keywordscarbonfiber，graftingpolymer，compositeinterfaceO前言碳纤维增强聚合物是一类高性熊复合材料，舆有高比强度、嵩眈模量、耐嵩温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等一系剜优异健能，在国民经济各个领域有着广泛应用。但是由于碳纤维表顾平滑、活性宫熊团少、表磷能低，呈现袭颟化学惰性，

4、与树脂基体浸润性差，使褥复合材籽雾瑟糙合力较赣，严重恁影嚷了复合耪辩整体优异性能的发挥[1]。如何对碳纤维表面进行处理，提满其与基体树脂的粘接性，一直是国内外复合材料衍业的研究热点。遴常采矮戆碳纤维表瑟处理方法有气穗氧诧法、滚稳氧诧法、瓣极氧化法、等离子体氧化法、表面涂层法、表面净化法等。上述的几种表耐处理方法虽然可以在一定程度上提高碳纤维与基体樾脂静界霖豢蓦结强度，德这往往是以4秀牲复合耪料的界露剪切强度为前提的。近20年发展起来的在碳纤维液瑟接枝聚合物层的处理方法，通过选择性地接枝铸种高聚物，实现在碳纤维表甄上接枝柔性、刚性、梯度变化

5、的聚合物层，不仅可以提高其复含材瓣的赛颟糖结力、鼷阀剪留强度纛抗弯强度、抗漳击强发等机械性能，遥可以有效地改善复合材料界面的抗水性，以及在纤维的表面引入具有某种功能性质的窗能团[2]。本文综述了碳纤维表嚣接技聚合物懿务秘方法及英接棱聚合物簇对复合耪料券面的影响。1碳纤维表面接枝聚合物的方法1．1电聚合、电沉积电聚合处理是以碳纤维为阳极戏阴极，由电极氧化还原反应过程引发产生的宣由基使单体在电极上聚合或共聚。聚合机理取决于聚合反应所在的位置即碳纤维作阳极或阴极，聚合机理肖阳极引发聚合机理和阴极引发聚会枧理之分，这主要取决予滋聚合薛条锌及单体的

6、结构特征。电聚合吴有电歪毙较低(数伏)、时间短(几秒)，可与碳纤维生产线相匹配的优点，但也存在着诸多问题，如处理工序较繁杂，部分电聚合液不太稳定，不馁连续操撵，泡勰渡孛的攀俸极暴发生缝聚反疲等。该表面处理方法是Rv．Subramanian和J．J．Jukubows-ki[3]于1976年首先发明的，他们以碳纤维为电极，在电解液中加入丙烯酸蘸类、苯乙烯、醚酸乙烯、丙烯骑、苯乙烯一马来酸酹、甲麓乙烯醚一马来酸酐、乙烯丙烯共聚物、q烯烃一弱来酸酐程双丙酮丙烯酸胺等不饱和单体，利用电极反应产生的自由基，使单体在碳纤维表灏发生接枝聚合。随后引起了众

7、多学者的广泛兴趣，近期Sarad4,53系统醣究了穰震电纯学接枝法在碳纾维表瓣接枝上3一甲基噻吩、咔唑共聚物，并且采用多种测试手段对接枝聚合物层进行了表征，考察了电流密度、单体比例、单体浓度、聚合渥度等条佟对聚合层的厚度、表露形态的影响。电沉积方法与电聚合类似，由沉积弓l入的聚合物进入纤维表颟的条纹与孑L槽，完全致密地覆盖予纤维表面，充分发挥了纤维裘面的物理黻附作用，有助于阻止界薅缺陷裂纹的形成，同时鸯予爵浚设计溅积聚合物上有大量麓霞能霾与树l鬻基俸形成纯学键，因此有望形成良好粘合性能的界面，使复合材料的剪切强度、耐水性、冲击强度均得到有

8、效改善。BismarckE6]采用电沉积的方法在碳纾缕表瑟涂覆了一层P§秘瑾乱实验续聚表臻，经表面处理的CF／PMMA复合材料的界面粘结强度明显优于未经表颟处理的复合材料。*嚣家鑫然耱学基金(