基于氧化石墨烯修饰活化碳纤维的聚醚醚酮基复合材料

朱姝^1,2，何帅龙^1,2，高家蕊^1,2，Elwathig A.M.Hassana^1,2，葛邓腾³，刘强⁴，郭闻昊⁴，余木火^1,2

1. 东华大学纤维材料改性国家重点实验室民用航空复合材料东华大学协同创新中心2. 东华大学上海市轻质结构复合材料重点实验室3. 东华大学功能材料研究所4. 北京宇航系统工程研究所

摘 要：碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料是重要的航空热塑性复合材料,其弱点是碳纤维（CF）与基体界面结合性差,导致层间剪切强度（ILSS）较低。文中将氧化石墨烯/聚醚酮酮（GO/PEKK）混合上浆剂涂覆于活化CF表面,制备了纤维-基体界面修饰的具有高ILSS的CF/PEEK复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱和热重分析分别对表面修饰剂及其改性CF的微观形貌与结构进行表征,采用静力学测试、动态力学分析和SEM等对复合材料断裂行为进行评价与分析。结果表明,当GO质量分数不超过0.5%时,在PEKK中分散良好;由于界面修饰剂的氢键作用,CF/PEEK复合材料的弯曲强度、模量和ILSS均大幅提高,断裂形式从纤维-基体脱粘转变为基体变形及断裂,表明基体与增强体的相互作用增强。

关键词：碳纤维复合材料;聚醚醚酮;氧化石墨烯;聚醚酮酮;界面修饰;