两种碳纤维上浆剂的比较

赵德明 ，迟军科 ，王丹 ，刘艳艳 ，丛佳玥 ，曹进喜

(1.威海市计量所，山东威海 264200；2.威海拓展纤维有限公司，山东威海 264200)

碳纤维是一种含碳量在95%以上的无机高分子纤维，密度不到钢的1／4，强度却是钢的5～7倍，被誉为“黑色黄金”、“新材料之王”，因其具备高强度、高模量、耐高低温、耐腐蚀、热膨胀系数小、导电导热性能好等优异特性[1-2]，被广泛用于航空航天、汽车制造、体育休闲、风电叶片、压力容器等领域。

在碳纤维制备工艺流程中，上浆是不可缺少的环节，其目的是在碳纤维表面形成功能性有机高分子层，保护碳纤维的活性表面[3]。一方面，形成的有机高分子层可以提高碳纤维的耐磨性、集束性、抗静电性，降低碳纤维的摩擦系数，减少磨损及防止产生毛丝，满足后续复合材料加工成型过程中缠绕、编织等工序对碳纤维的性能要求，改善工艺性能，便于加工[4-6]。另一方面，上浆后碳纤维被树脂的浸润能力明显提高，极大地缩短复合材料的制备时间，显著提高产品的性能[7]。此外，形成的高分子层还能够起到类似偶联剂的作用，使原本惰性的碳纤维能够与基体发生有效的化学结合，提高复合材料的界面剪切强度[8-9]。

根据制备过程中分散主浆料的介质不同，上浆剂可以分为溶液型和乳液型[10-11]。溶液型上浆剂是通过将功能性树脂(如环氧树脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚氨酯等)溶于四氢呋喃、苯、甲苯、丙酮等有机溶剂，形成均一的有机溶液体系，通过碳纤维的上浆及干燥等工艺，在碳纤维表面形成树脂层。……