聚吡咯层对碳纤维/环氧树脂复合材料界面粘结性能的影响

金 欣，张 杰，王闻宇，周 存，肖长发

(天津工业大学 材料科学与工程学院改性与功能纤维天津市重点实验室，天津 300387)

聚吡咯层对碳纤维/环氧树脂复合材料界面粘结性能的影响

金 欣，张 杰，王闻宇，周 存，肖长发

(天津工业大学 材料科学与工程学院改性与功能纤维天津市重点实验室，天津 300387)

以三氯化铁为氧化剂，采用吡咯液相沉积聚合方法制备聚吡咯-碳纤维(PPy-CF)，然后与环氧树脂(EP)复合，制得PPy-CF/EP复合材料，并对其进行拉伸性能测试，研究了聚合温度对PPy-CF/EP复合材料界面剪切强度(IFSS)的影响。结果表明：在CF表面吡咯沉积聚合最佳工艺条件为聚合温度70 ℃，时间30 min，经过吡咯沉积聚合改性后，得到的PPy-CF/EP复合材料的IFSS有所提高；最佳条件下制得的PPy-CF/EP复合材料的IFSS是CF/EP复合材料的1.24倍；在PPy-CF中，PPy与CF之间无化学键作用，PPy-CF/EP复合材料的IFSS与PPy-CF表面含氧基团和粗糙度有关；吡咯化学沉积聚合改性是一种提高纤维与树脂界面粘结性能的有效方法。

碳纤维 环氧树脂 表面改性 聚吡咯 化学沉积 复合材料 界面剪切强度

碳纤维(CF)作为一种高性能纤维，在先进复合材料的增强体中占据越来越重要的位置，被誉为21世纪最有生命力的新型材料[1]。但由于CF表面呈惰性，与基体树脂粘接性差，影响了其发展和应用。因此，为了提高CF与树脂复合材料的界面性能，改善CF表面或界面性能成为关键。目前，国内外对CF进行表面处理的方法很多，主要有化学试剂处理法、等离子体表面处理法、电晕放电处理法等[2-5]。通过吡咯表面沉积聚合来改善纤维粘结性能的研究开展较晚，对界面剪切强度(IFSS)的测试不够精确[5]。……