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环氧基碳纤维复合材料

作者: 发布时间:2022-08-24 09:30:32点击:236

信息摘要: 环氧基碳纤维复合材料实施例提供的技术方案带来的有益效果是:[0023]实施例提供的环氧树脂/碳纤维复合材料,通过向其中加入硅橡胶,使硅橡胶同时与环氧树脂和碳纤维交联在一起,制备得到环氧树脂、碳纤维和硅橡胶相容性较好复合材料。通过在该复合材料中加入硅橡胶,能够有...

实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

[0023]实施例提供的环氧树脂/碳纤维复合材料,通过向其中加入硅橡胶,使硅橡胶同时与环氧树脂和碳纤维交联在一起,制备得到环氧树脂、碳纤维和硅橡胶相容性较好复合材料。通过在该复合材料中加入硅橡胶,能够有效降低该复合材料的界面应力,并同时提高其强度,其冲击强度相比常规的不含有硅橡胶的环氧树脂/碳纤维复合材料提高了30-45%。

【具体实施方式】

[0024]为使的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对实施方式作进一步地详细描述。

[0025]一方面,实施例提供了一种环氧树脂/碳纤维复合材料,该复合材料中含有硅橡胶,硅橡胶同时与环氧树脂和碳纤维交联在一起。

[0026]实施例提供的环氧树脂/碳纤维复合材料,通过向其中加入硅橡胶,使硅橡胶同时与环氧树脂和碳纤维交联在一起,制备得到环氧树脂、碳纤维和硅橡胶相容性较好复合材料。通过在该复合材料中加入硅橡胶,能够有效降低该复合材料的界面应力,并同时提高其强度,其冲击强度相比常规的不含有硅橡胶的环氧树脂/碳纤维复合材料提高了30-45%。

[0027]可以理解的是,实施例中所用的碳纤维为本领域常见的碳纤维材料,其更优选为耐高温、抗拉强度高、弹性模量大的碳纤维布。举例来说,该碳纤维布的厚度可以为Illym或者167μπι。进一步优选地,所选用的碳纤维布的抗拉强度为3000-4500MPa、模量为250_400GPa、伸长率为1.6-1.8%。相应地,实施例所用的环氧树脂也为本领域常用的环氧树脂类型,作为一种优选方式,其可以为双酚F型环氧树脂,该类树脂粘度小(1000-2500mPa*S),更适合采用真空袋压成型法进行成型处理。由上述可知,实施例提供的环氧树脂/碳纤维复合材料同样具有比强度、比模量高,密度小,结构尺寸稳定、耐热、耐低温及材料性能可设计等优点,其既可以作为结构材料承载又可以作为功能材料发挥作用。而实施例所采用的硅橡胶具有良好的抗冲击力及弹性,通过将硅橡胶、环氧树脂和碳纤维互相交联在一起,三者之间具有高相容性,不仅有效降低所制备的环氧树脂/碳纤维复合材料的界面应力,且能够进一步提高该复合材料的强度。

[0028]具体地,为了提高硅橡胶与环氧树脂及碳纤维布的交联力度,实施例所用的硅橡胶可以为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶等。举例来说,其可以为聚甲基乙烯基硅氧烷。相应地,在使用过程中,需要交联剂使其与环氧树脂交联,所用的交联剂为聚甲基氢硅氧烷。其中,在保证不降低环氧树脂/碳纤维复合材料强度的前提下,且能有效降低该复合材料的界面应力,减少其受损的风险,实施例聚甲基氢硅氧烷占该复合材料的重量比一般在5 % -20 %之间,优选7-15 %之间。

[0029]另一方面,实施例提供了上述任意一种的复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:

[0030]步骤101、选取预定铺层的碳纤维布作为碳纤维原料,并对该碳纤维布进行除杂,然后采用空气冷等离子体对除杂后的碳纤维布进行活化处理,得到活化的碳纤维布。

[0031]步骤101通选用本领域常见的碳纤维布作为碳纤维原材料,通过对该碳纤维布进行除杂处理,以除去碳纤维布上存在的低分子有机物以及其他各种杂质,从而提高碳纤维布与环氧树脂之间的结合力度。具体地,通过将该碳纤维布置于有机溶剂(例如,丙酮、四氢呋喃、乙醇及其组合物等)中浸泡2_3h,优选2h,然后在真空干燥箱中于50_80°C的温度下干燥30-60min,从而有效除去低分子类有机物,达到对该碳纤维布进行除杂的目的。

[0032]进一步地,步骤101中,采用空气等冷离子体对上述干燥后的碳纤维布进行活化处理,从而使该干燥的碳纤维布的表面附有羟基、羧基等活性基团,进而通过这些活性基团与环氧树脂中的环氧基发生交联作用,提高两者的结合力度。此外,该碳纤维布经空气冷等离子体处理后,其静摩擦系数和动摩擦系数均得到大幅度提升,纤维表面出现横向均匀刻蚀层,粗糙度增加,更利于提高其与硅橡胶以及环氧树脂之间的结合力度,进而减小复合材料的界面应力。作为优选,空气等冷离子体的处理条件如下:处理功率为200-400W、处理时间为30-45min、处理压力为30_50Pa。

[0033]此外,在制备实施例提供的复合材料的过程中,对碳纤维布的铺层安排不作具体限定。亦即,根据特定的碳纤维布的铺层安排,所制备的复合材料中碳纤维和环氧树脂的重量配比也相应的有所改变。不过,实施例期望的是,环氧树脂和硅橡胶均尽可能的浸入并布满碳纤维布的内部及表面。

[0034]步骤102、按重量份计,将10-20份的液体硅橡胶、4_6份的交联剂以及1_2份的催化剂混合,配制成预定重量的液体硅橡胶处理液。

[0035]可以理解的

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