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基于碳纤维表面修饰制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFFPPS)热塑性复合材料
基于碳纤维表面修饰制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFFPPS)热塑性复合材料
摘要：
热塑性复合材料是近年来备受研究关注的领域。本文以碳纤维织物和聚苯硫醚(PPS)为原料，通过碳纤维表面修饰的方法制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFFPPS)热塑性复合材料。通过热塑性和力学性能测试、扫描电子显微镜和红外光谱分析方法对样品进行表征。结果表明，碳纤维表面修饰后，CFFPPS复合材料的力学性能得到了显著提升，同时具备良好的热稳定性和耐化学腐蚀性能。
关键词：碳纤维织物；聚苯硫醚；热塑性复合材料；碳纤维表面修饰；力学性能
1.引言
热塑性复合材料具有优异的力学性能、低密度、高温和耐腐蚀特性，被广泛应用于航空航天、汽车和能源等领域。碳纤维织物作为一种重要的增强材料，具有高强度、低密度、优异的热稳定性和耐腐蚀性能，被广泛应用于热塑性复合材料中。然而，碳纤维织物与基体材料之间的界面黏结强度较低，限制了复合材料的力学性能。因此，改善碳纤维织物与基体材料的界面性能，是提高热塑性复合材料性能的关键。
2.实验方法
2.1材料准备
选用商业化的碳纤维织物和聚苯硫醚作为原材料。碳纤维织物通过表面酸洗和表面修饰的方法进行处理，以增强其与聚苯硫醚基体的界面黏结强度。
2.2样品制备
将经过表面修饰的碳纤维织物与聚苯硫醚基体进行热压烧结，制备成CFFPPS复合材料样品。调节热压工艺参数，包括温度、压力和保持时间，优化复合材料的结构和性能。
3.结果和讨论
3.1表面修饰对碳纤维织物界面性能的影响
通过扫描电子显微镜观察了未经修饰的碳纤维织物和经过表面修饰的碳纤维织物的表面形貌。结果发现，经过表面修饰的碳纤维织物表面更加平整，纤维间的结合更紧密。这种表面修饰能够增强碳纤维与聚苯硫醚之间的黏结强度，从而提高复合材料的力学性能。
3.2CFFPPS复合材料的力学性能
通过拉伸和弯曲测试，测量了CFFPPS复合材料的力学性能。结果显示，与未经修饰的碳纤维织物相比，经过表面修饰的碳纤维织物增强的CFFPPS复合材料具有更高的拉伸强度和模量，更好的抗弯性能。
3.3热稳定性和耐化学腐蚀性能
通过热重分析和红外光谱分析，研究了CFFPPS复合材料的热稳定性和耐化学腐蚀性能。结果表明，经过表面修饰的碳纤维织物显著提高了CFFPPS复合材料的热稳定性和耐化学腐蚀性能。
4.结论
通过碳纤维表面修饰方法，成功制备了碳纤维织物增强聚苯硫醚热塑性复合材料。表面修饰能够提高碳纤维织物与聚苯硫醚基体之间的黏结强度，显著改善复合材料的力学性能。此外，CFFPPS复合材料还表现出良好的热稳定性和耐化学腐蚀性能。本研究为碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备提供了新的思路和方法。
参考文献：
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