環(huán)氧類上膠劑對碳纖維的作用

環(huán)氧型上膠劑初期以雙酚A二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂為主，現(xiàn)重要朝兩個方向發(fā)展，一是合成新的環(huán)氧化合物，二是采取多組分復(fù)配做主膠劑。

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人們已對單一環(huán)氧樹脂做上膠劑進(jìn)行了大量研究，從已有資料可知、合成較大分子量且柔性較好的環(huán)氧化合物制備的上膠劑，對纖維的集束性、加工性、粘接性有明顯改良，使碳纖維復(fù)合資料的層間剪切機(jī)能得以進(jìn)步，因此這一類上膠劑有一定的發(fā)展前程。
  
目前，人們對多組分環(huán)氧樹脂上膠劑進(jìn)行的研究較多，其基本組分如下。

 
　?、侪h(huán)氧樹脂。碳纖維復(fù)合材料如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。這局部可能是單一的環(huán)氧樹脂，如雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂、酯型環(huán)氧樹脂、醚型等環(huán)氧樹脂，也可能是兩種不同分子量的同類環(huán)氧樹脂的混淆物，水溶性環(huán)氧樹脂或是環(huán)氧樹脂的改性物。 123,123

 
　　②酸組分與羥基組分的縮聚產(chǎn)物。

 
　?、鄯拥耐檠趸苌?，個別為烷基酚的聚氧乙烯醚或烷基酚的聚氧乙烯聚氧丙烯共聚醚。

 
　?、芫鄱嘣?。碳纖維型材具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。
  這類上膠劑個別為三組分或四組分的乳液型上膠劑，人們通過調(diào)節(jié)各組分的組成及加入量來獲得乳液牢固性好、對纖維的加工性及纖維的粘接性都好的復(fù)配上膠劑。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。用這類上膠劑對碳纖維處理后，其絨毛敏捷減少，纖維的加工機(jī)能得到改良，且復(fù)合資料的機(jī)能也得到一定進(jìn)步。近多少年的研究表明，在環(huán)氧樹脂中加入聚氨酯或水溶性環(huán)氧的上膠劑，在進(jìn)步碳纖維集束性耐磨性減少毛羽量的同時，纖維的名義平滑性、浸潤性及復(fù)合資料的剪切強(qiáng)度方面也有較好的后果。 123456