碳纤维表面生长聚合物微球同时提高界面强度和韧性

作者：蒋兴宇; 王正; 刘慧敏; 钟美华; 刘莲英^*; 任明伟^*; 杨万泰

来源：高分子材料科学与工程, 2021, 37(01): 16-23.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0031

• 碳纤维
• 点击分散聚合
• 聚合物微球
• 界面强度
• 界面韧性

碳纤维(CF)增强聚合物基复合材料(CFRPC)的界面性能是影响其性能和使用的关键因素,提高界面黏附强度常带来界面韧性损失。文中提出在CF表面进行点击分散聚合,原位生长功能聚合物粒子,同时提高CF-环氧复合材料界面强度和韧性。首先利用多巴胺(DA)对CF进行预处理,然后借助CF表面PDA,室温下进行巯基(-SH)-环氧(-Epoxy)在异丙醇或巯基(-SH)-异氰酸酯(-NCO)在乙醇中的原位点击分散聚合。扫描电镜(SEM)观察到,随单体用量增加,CF表面生长聚合物粒子增大、增多;红外光谱分析表明,使用等摩尔、高浓度单体,或使用过量-SH或-NCO单体,所得CF表面粒子含有残留-SH或-NCO基团,并可进一步功能化;动态接触角测试表明,单体用量增加,CF表面长出的聚合物粒子增多,表面接触角下降,表面能上升;微滴脱黏测试和SEM断面观察证实,长有粒子的CF与环氧基材的界面剪切强度和断裂韧性同时提高。

• 单位
  北京化工大学