雙螺桿反應(yīng)擠出制備碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料(CFRPA6)具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、吸水性小、尺寸精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于航空航天、電子產(chǎn)品和體育用品等領(lǐng)域。由于高性能CFRPA6復(fù)合材料的加工工藝要求苛刻，且難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)，因此，本論文研究了雙螺桿反應(yīng)擠出制備碳纖維增強(qiáng)尼龍6的加工工藝，制得了碳纖維分布均勻且保持一定長徑比(18：1)，性能穩(wěn)定的CFRPA6復(fù)合材料。考察了碳纖維的不同表面處理方法，同時(shí)，還對不同擠出工藝進(jìn)行了研究，以及碳纖維對復(fù)合

2、材料力學(xué)性能、加工性能、熔融結(jié)晶行為和界面結(jié)晶形態(tài)等的影響。 本論文采用雙螺桿反應(yīng)擠出制備碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，通過掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡對碳纖維在尼龍6基體中的分布和長徑比進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料中的碳纖維分布非常均勻，碳纖維沒有發(fā)生取向，并且還保持了一定的長徑比，平均約為18:1，有些試樣能達(dá)到20:1，完全符合纖維增強(qiáng)樹脂的一般規(guī)律。 通過掃描電鏡掃描不同方法處理的碳纖維，研究表明，經(jīng)過氧化處理后的碳纖維表面

3、明顯變粗糙，增大了碳纖維的表面積，其中以硝酸處理的最為明顯；經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合處理的碳纖維表面比未處理的碳纖維表面還要光滑，溝槽也變少變淺，這是因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑涂覆在硝化處理后的碳纖維表面，形成了一個(gè)可塑界面層，可以消除界面應(yīng)力，增強(qiáng)了碳纖維與尼龍6基體的粘結(jié)性，使復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅度提高。 根據(jù)掃描電鏡照片示出的復(fù)合材料界面形貌和力學(xué)性能及耐環(huán)境穩(wěn)定性等測試，經(jīng)經(jīng)典配方處理的碳纖維與尼龍6經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出制備的復(fù)合材