Page 65 - 《橡塑技术与装备》2019年2期（1月下半月塑料版）

测试与分析 杨高峰·聚酰亚胺 / 滑石粉 / 碳纤维复合薄膜的界面性能研究

A ctive functi onal groups （4）在 PI 膜中添加滑石粉能够提高断裂伸长率，
COOH OH
从而提高韧性。添加碳纤维在提高拉伸强度的同时也
RE RE
O O 降低了断裂伸长率，所以添加滑石粉和碳纤维要注意
C C
O N N H 控制各自的量。在本实验中，添加 0.2% 的滑石粉和
C C
0.2% 的经过浓度为 0.3% RES 处理的碳纤维，能够保
O O
证提高拉伸强度的同时，任然保持 19.22% 的断裂伸
RE RE
COOH OH 长率。
A ctive functi onal groups
图 16 稀土元素配位键界面结合机理
参考文献 ：
3 结论 [1] 王玉国，王玉林，万怡灶，等 . 纤维表面处理对三维编织碳纤
维 / 环氧复合材料力学性能的影响 [J]. 兵器材料科学与工程，
本文以 PMDA-ODA 型聚酰亚胺为主要实验基
2001,24(2):41~43.
体，在制备的聚酰胺酸中加入 3 000 目的滑石粉和 [2] 贺福，扬永岗，王润娥，等 . 碳纤维表面处理对层间剪切断裂
RES 进行表面处理过的碳纤维，通过 5℃ /min 升温工 形貌的影响 [J]. 高科技纤维与应用，2002,27(4):27~30．
[3] 冀克俭，邓卫华，陈刚，等 . 臭氧处理对碳纤维表面及其复合
艺得到聚酰亚胺 / 碳纤维复合薄膜，讨论碳纤维的复
材料性能的影响 [J]. 工程塑料应用，2003,31(5):34~36．
合表面处理对其结构与性能的影响。通过本文的研究 [4] Ph Serp，J L Figueiredo. Surface treatments of vapor-
主要得出以下几点结论 ： grown carbon fibers produced on a substratc[J]. Carbon，
1998,36(12):1 791~1 799.
（1）在相同的制模工艺条件下，复合薄膜的酰亚
[5] 杜慧玲，齐锦刚，庞洪涛，等 . 表面处理对碳纤维增强聚乳酸
胺化程度基本在 90% 以上，结晶程度是添加 0.4% 滑 材料界面性能的影响 [J]. 材料保护，2003.36(2):16~18.
石粉的最高，0.2% 滑石粉和 0.2% CF 的次之，纯的 [6] 关新春，韩宝国，欧进萍，等 . 表面氧化处理对碳纤维及其水
泥石性能的影响 [J]. 材料科学与工艺，2003,11(4):343~346.
最低。不同 CF 处理方法对薄膜结晶情况的影响不明
[7] Song Haojie，Zhang Zhaozhu，Luo Zhuangzhu. A study of
显。
tribological behaviors of the phenolic composite coating
（2）碳纤维经过 RES 处理后，表面粗糙程度增大， reinforced with carbon fibers [J]. Materials Science &
但是并没有损坏碳纤维表面，而是包覆上了一层类似 Engineering A，2007,445/446:593~599.
[8] 黄玉东编著 . 聚合物表面与界面技术 [M]. 北京 ：化学工业出
于稀土自组装膜的物质，有利于与聚酰亚胺树脂形成
版社，2003,7.
配位结合。SEM 表明，表面处理后的 CF 与 PI 形成了 [9] 刘鸿鹏，吕春祥，李永红，等 . 电化学表面处理 PAN 基碳纤
较好的界面层，从而提高复合薄膜的力学性能。 维的表面性能研究 [J]. 新型炭材料，2005,20(1):39~44．
[10] Varelidis P C ， McCullough R L. The effect on the
（3）在对碳纤维的不同 RES 浓度处理，随着
mechanical properties of carbon/epoxy composites of
RES 浓度的增加，PI/ 滑石粉 /CF 复合薄膜的力学性 polyamide coatings on the fibers [J]. Composites Science
能先增后减。在本实验中，RES 浓度为 0.3% 时复合 and Technology，1999,59(12):1 813~1 823.
[11] He J M，Huang Y D. Effect of silane-coupling agents on
薄膜的力学性能最优。拉伸强度相比只加滑石粉的提
interfacial properties of CF/PI composites [J]. Journal of
高了 7%，而相比纯的 PI 膜，提高了 9.5%。 Applied Polymer Science，2007,106(4):2 231~2 237.

Study on interfacial properties of polyimide/talc powder/carbon fiber
composite films

Yang Gaofeng
(Yulin Chemicalenergy College, Yulin 718100, Shaanxi, China)

Abstract: According to the surface properties of carbon fibers and the unique physical and chemical
properties of rare earth elements, the surface modification of carbon fibers with rare earth solution (RES)
was carried out to improve the interfacial bonding properties of PI/talc/CF composites, thus effectively
improving the mechanical properties of PI/talc/CF composites. PI/talc/CF composites with different interfaces
were prepared by surface modification of carbon fibers with RES modification method. Taking PMDA-ODA

年
2019 第 45 卷 ·51·