聚醚酰亚胺修饰碳纤维及其对聚碳酸酯基复合材料界面和性能的影响
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高分子材料工程国家重点实验室 四川大学高分子研究所

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Polyetherimide-modified carbon fibers and their effects on the interface and properties of polycarbonate matrix composites
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    摘要:

    以聚醚酰亚胺(PEI)为修饰剂,对氧化后的碳纤维(CF)进行表面修饰,并通过红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)表征了表面修饰效果。结果表明,氧化处理使CF表面PEI修饰层更加均匀。考察了PEI和CF含量对CF增强聚碳酸酯(PC/CF)复合材料的力学性能、导热及耐热性能的影响,发现PEI修饰层使PC/CF复合材料的拉伸强度比未经修饰的PC/CF提高了35.2%,维卡软化温度(VST)进一步上升了约2℃,热导率最大提高了13.1%。拉伸样条断面的SEM图确认了PEI修饰层改善了复合材料的界面附着效果。结合复合材料中CF的长度分布统计以及样品断面的SEM图对PC/CF复合材料的性能表现进行了分析。

    Abstract:

    The surface modification of carbon fiber (CF) treated by oxidation was carried out using polyetherimide (PEI) as modifier. The effects of surface treatment were characterized by infrared spectroscopy (IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the oxidized CF can obtain a more uniform and complete PEI modified layer. The effects of PEI and CF content on the mechanical properties, thermal conductivity and heat resistance of the CF reinforced polycarbonate (PC/CF) composites were investigated. It was found that the tensile strength of PC/CF composites increased by 35.2%, the Vicat softening temperature (VST) increased by about 2℃, and the thermal conductivity increased by 13.1% after modified by PEI. SEM images of tensile spline sections confirmed that PEI modified layer improved the interfacial adhesion of composites. The performance of PC/CF composites was analyzed based on the statistics of the length distribution of CF and the SEM images of the sample sections.

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  • 收稿日期:2022-04-13
  • 最后修改日期:2022-06-10
  • 录用日期:2022-06-14
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