連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備及工藝研究.pdf

1、連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)和環(huán)?？苫厥盏葍?yōu)異特性，成為各領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。其中連續(xù)碳纖維(CCF)與尼龍6(PA6)的復(fù)合能夠綜合各自?xún)?yōu)點(diǎn)，是汽車(chē)輕量化等領(lǐng)域爭(zhēng)相關(guān)注的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料。但是CCF與PA6等低熔融指數(shù)的熱塑性樹(shù)脂基體存在復(fù)合難度大、成本高及復(fù)合材料性能有待提升等問(wèn)題。本課題著重以PA6作為基體，從CCF表面改性、層合板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型方式等三個(gè)方面探索CCF增強(qiáng)PA6(CCF/PA6)復(fù)合材料的制

2、備流程和工藝，尋找解決連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用方面問(wèn)題的方法和模式，為最終汽車(chē)、飛機(jī)等產(chǎn)業(yè)的輕量化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能提升和成本節(jié)約有所幫助。論文的主要內(nèi)容與成果如下:
　　1、通過(guò)雙氧水、超聲波和不同時(shí)間的超聲波聯(lián)合雙氧水改性等方式對(duì)CCF進(jìn)行表面氧化改性并表征CCF表面性質(zhì)和本體強(qiáng)度的變化。并且把經(jīng)過(guò)不同時(shí)間聯(lián)合改性前后的CCF與PA6熱壓成型復(fù)合材料，研究聯(lián)合氧化改性對(duì)層間剪切強(qiáng)度的影響。最終對(duì)比得出聯(lián)合氧化具有優(yōu)勢(shì)和

3、20min聯(lián)合氧化時(shí)長(zhǎng)為較優(yōu)參數(shù)。
　　2、高錳酸鉀處理法、濃硝酸處理法、電化學(xué)氧化法和超聲波-雙氧水聯(lián)合氧化法，均采用最佳工藝條件，分別對(duì)CCF進(jìn)行表面處理。表征分析了氧化前后CCF的表層結(jié)構(gòu)、表面能、浸漬效果及力學(xué)性能等自身性能。最終對(duì)比得出聯(lián)合改性在各種方法中綜合效果最優(yōu)。
　　3、控制單向連續(xù)碳纖維布的鋪層角度和鋪層次序，建立了不同的CCF/PA6復(fù)合材料層合板物理模型，采用ANSYS ACP分析了應(yīng)變變化及應(yīng)力場(chǎng)分