臭氧改性碳纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能研究

张荣^1,2，裴学良³，席先锋³，欧阳琴²，张坤玺¹，徐剑³，陈友汜²

1. 上海大学材料科学与工程学院2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室3. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室(筹)

摘 要：采用臭氧氧化的方法对碳纤维进行表面改性,并用作热塑性聚酰亚胺树脂的增强体。采用单丝拉伸试验、XPS研究臭氧处理时间对碳纤维单丝拉伸强度和表面官能团的影响。结果表明,臭氧处理时间越长,碳纤维力学性能的下降程度越大,而表面含氧官能团含量越多。优选单丝拉伸强度保留率较高、含氧官能团含量较丰富的碳纤维与热塑性聚酰亚胺制成复合材料,并评价其层间剪切强度(ILSS)。结果表明,臭氧处理5 min就可使碳纤维/聚酰亚胺复合材料的ILSS提升43%,说明臭氧处理可显著提升碳纤维/热塑性聚酰亚胺的界面性能。

关键词：碳纤维;臭氧氧化;聚酰亚胺;复合材料;