聚吡咯修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

王闻宇¹，刘亚敏¹，金欣¹，肖长发¹，朱正涛^1,2，林童^1,2

1. 天津工业大学材料科学与工程学院分离膜与膜过程省部共建国家重点实验室2. 美国南达科他矿业理工学院

摘 要：应用等离子体技术对碳纤维(CF)表面进行预处理,然后进行液相沉积聚吡咯处理。使用X射线光电子能谱仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪等手段对碳纤维表面形态和结构进行分析与表征,并进行单纤维界面剪切强度试验和SEM观测,研究了碳纤维复合材料的界面粘结性能。结果表明,等离子体预处理碳纤维沉积聚吡咯(PPy)使单纤维界面剪切强度提高了259.3%。分析结果表明,界面剪切强度的提高与纤维/树脂间的机械铆合和界面的作用力有关。等离子体预处理使碳纤维表面的羧基基团增多,在羧基和PPy之间形成氢键,从而提高了碳纤维复合材料的界面性能。

关键词：复合材料;聚吡咯;等离子体;氢键;界面剪切强度;