昨天我們針對碳纖維上漿劑的作用進行了介紹,今天再來說說碳纖維上漿劑的分類問題。上漿劑根據(jù)制備時所選分散主漿料的介質(zhì)進行區(qū)分,可以分成可溶劑型和乳液型。不同的碳纖維上漿劑使用的情況也所有區(qū)別。
 
碳纖維上漿劑的2種分類
 
碳纖維上漿劑的2種分類
 
1、溶劑型上漿劑:碳纖維上漿劑也有自己的發(fā)展歷程,早期的碳纖維上漿劑主要采用沸點較低的有機溶劑為介質(zhì)溶解功能性聚合物樹脂,形成均勻的有機溶劑體系。其中有機溶劑包含丙酮、四氫呋喃、甲苯等;功能性聚合物樹脂,包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸及丙烯酸酯、聚酯聚氨酯與聚醚聚氨酯、不飽和聚酯、脂肪族與芳香族環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯、環(huán)氧乙烯酯和聚酰亞胺等。
 
但是本方法存在較多的缺陷,沸點低、閃點低的有機溶劑在上漿過程中存在不穩(wěn)定性,同時碳纖維上將量的CV值偏高,無法滿足高性能碳纖維制品對上漿量和上漿碳纖維性能的一致性。呈現(xiàn)出來的問題就是碳纖維材料的摩擦系數(shù)較高,需要進一步優(yōu)化耐磨性。另外丙酮溶劑存在污染問題,還存在火災(zāi)風(fēng)險。
 
2、乳液型上漿劑
 
既然溶劑型上漿劑存在一些問題,自然要研發(fā)新的方法。以溶劑型上漿劑為藍本,進行優(yōu)化和調(diào)整,在助劑的存在下,將主漿料分散于水中形成的乳液型上漿劑就是發(fā)展的產(chǎn)物。乳液型上漿劑客服了溶劑型上漿劑的缺點,不含或極少含有有機溶劑,工藝性更強。
 
乳液型上漿劑同樣也存在一些問題,比如期間使用的乳化劑與部分樹脂基體的結(jié)核性不高,隨上漿劑涂覆在碳纖維表面后,不利于碳纖維與樹脂基體的化學(xué)結(jié)合,同時降低碳纖維復(fù)合材料的耐水性和耐老化性。因此在制備乳液型上漿劑時,在乳液性能穩(wěn)定的前提下盡量減少乳化劑的添加。
 
鑒于以上2種碳纖維上漿劑都存在一定的缺陷,因此還需要開發(fā)更多不同體系不同方式的碳纖維上漿劑,來實現(xiàn)碳纖維與樹脂基體的完美融合。經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn),碳纖維上漿劑的主漿料應(yīng)當(dāng)與樹脂基體的化學(xué)機構(gòu)相同或相似,而針對不同的樹脂基體,開發(fā)不同體系的碳纖維上漿劑是非??煽康姆椒ā?/span>
 
目前已經(jīng)有了針對環(huán)氧樹脂基體的環(huán)氧類上漿劑,針對乙烯基樹脂基體的乙烯基類上漿劑。碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展已經(jīng)開始從熱固發(fā)展向熱塑,因此針對熱塑性樹脂基體的上漿劑也在研發(fā)之中,相信碳纖維復(fù)合材料的制備會越來越好。