制備熱塑性碳纖維前，出廠自帶的上漿劑需謹(jǐn)慎

    制備熱塑性碳纖維的復(fù)雜程度是難以想象的，碳纖維原絲和熱塑性樹(shù)脂的表面惰性都比較強(qiáng)，想要兩者充分浸潤(rùn)，形成較為完整的物理結(jié)構(gòu)，需要從多個(gè)方面進(jìn)行嘗試，其中上漿劑就是可行的方向之一。在制備熱固性碳纖維復(fù)合材料是，上漿劑就起到了一定的作用，那為何在制備熱塑性碳纖維復(fù)合材料時(shí)行不通呢？

 

 

    制備熱塑性碳纖維時(shí)，為何要去除原絲自帶的上漿劑？

 

    其實(shí)碳纖維原絲在出廠時(shí)，表面就會(huì)附帶一層上漿劑，它的作用是將纖維包括在其中，實(shí)現(xiàn)表面良好的浸漬作用，同時(shí)提供碳纖維集束性的作用，方面后續(xù)碳纖維收卷和運(yùn)輸，減少纖維起毛的情況發(fā)生。

 

    碳纖維原絲出廠時(shí)附帶的這層上漿劑，多為低分子量環(huán)氧樹(shù)脂，而熱固性碳纖維復(fù)合材料的基體材料多為環(huán)氧樹(shù)脂，兩者成分近似，因此在制備熱固性碳纖維復(fù)合材料時(shí)，會(huì)發(fā)揮正向的作用，而換到熱塑性碳纖維復(fù)合材料時(shí)，它的作用就時(shí)反向的了。

 

    因此在制備熱塑性碳纖維復(fù)合材料時(shí)，這一層出廠自帶的上漿劑就需要謹(jǐn)慎處理，還原碳纖維絲原本的狀態(tài)。碳纖維與熱塑性樹(shù)脂的浸潤(rùn)，其實(shí)原理上類(lèi)似于機(jī)械嚙合，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就像2個(gè)齒輪之間的咬合，只是比它更復(fù)雜而已。

 

 

    3種方式可去除碳纖維原絲自帶的上漿劑

 

    去除碳纖維原絲自帶的上漿劑看起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作起來(lái)并不是這么容易，要知道上漿劑與碳纖維絲本身已經(jīng)有了一定的融合。處理不當(dāng)，不僅無(wú)法清楚，還可能損傷碳纖維原絲，給后續(xù)制備熱塑性碳纖維復(fù)合材料造成更大的困擾。下面3種方式是目前可行的辦法，但操作過(guò)程和最終的效果是有一定的區(qū)別的。

 

    1、高溫?zé)g法是在上漿劑熱分解溫度以上加熱碳纖維，使上漿劑氧化分解，這種方式處理時(shí)間較快，但上漿劑的不完全氧化會(huì)導(dǎo)致碳纖維表面有殘?zhí)几街?，在界面處形成缺陷?/span>

 

    2、酸蝕處理一般采用硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸浸泡碳纖維使上漿劑分解，如果處理時(shí)間控制不當(dāng)，酸液會(huì)進(jìn)一步腐蝕纖維本體，造成單絲拉伸強(qiáng)度的下降。

 

    3、丙酮浸泡去漿是通過(guò)丙酮多次的潤(rùn)洗，不斷溶解并除去上漿劑，一般通過(guò)索氏提取器進(jìn)行操作。這種去漿方式較為溫和，是一種普適的去漿方法。

 

    去除自帶的上漿劑之后，碳纖維表面高低不平的結(jié)構(gòu)就會(huì)充分的暴露出來(lái)，當(dāng)然只有在顯微鏡下才能看到這樣的外觀結(jié)構(gòu)。纖維表面的粗糙程度增加，在后續(xù)與熱塑性樹(shù)脂浸漬時(shí)，才能提升界面性能，為后續(xù)充分浸潤(rùn)打好基礎(chǔ)。

 

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