采用偶聯(lián)劑對(duì)短切炭纖維表面改性，然后和聚四氟乙烯（PTFE）粉料混合，冷壓成型，燒結(jié)固化等手續(xù)制備了短切炭纖維增強(qiáng)PTFE復(fù)合材料。研究了不同類型偶聯(lián)劑，其最佳用量和表面改性的工藝條件。結(jié)果表明，復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性能均優(yōu)于同類材料。

       炭纖維自六十年代開發(fā)成功以來，由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和不可代替的某些特性而得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，它被廣泛應(yīng)用于要求輕質(zhì)、高彈性模量，高強(qiáng)度和耐腐蝕的特殊領(lǐng)域。炭纖維一般不單獨(dú)使用，而是和樹脂及其它基體材料制成復(fù)合材料。在樹脂基復(fù)合材料中采用環(huán)氧樹脂為基體時(shí)，可有效地提高其比剛度；采用酚醛樹脂和聚酰亞胺為基體時(shí)，則主要是考慮其耐熱穩(wěn)定性和耐燒蝕性；最近幾年又相繼對(duì)聚酰胺，聚碳酸脂等基體的復(fù)合材料進(jìn)行了研究。聚四氟乙烯(PTEF)樹脂以耐腐蝕、耐磨、耐熱、電絕緣性和自潤(rùn)滑性等箸稱，若用短切炭纖維增強(qiáng)制成復(fù)合材料，密度僅為鋼材的四分之一，而強(qiáng)度、彈性模量、摩擦系數(shù)、耐化學(xué)腐蝕性等均遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鋼材，也優(yōu)于其它復(fù)合材料。然而，這方面近幾年來開發(fā)研究甚少，究其原因主要是找不到一種適宜的成型方法，另外所得材料的力學(xué)性能也不很高。

       近期研究表明，短切炭纖維在增強(qiáng)聚四氟乙烯時(shí)，由于炭纖維表面過于光滑，且其彈性模量越高，其表面越光滑，以致復(fù)合材料的某些力學(xué)性能得不到提高，嚴(yán)重影響該類材料的開發(fā)和應(yīng)用。為此，國內(nèi)外學(xué)者曾采用氧化法如臭氧化處理、硝酸處理、空氣氧化處理和陽極氧化處理來改善炭纖維表面的粗糙度，同時(shí)炭纖維在氧化的過程中在其表面還能生成某些活性基團(tuán)，以提高結(jié)合力；另外也有采用晶須化法，即在1 100℃～1700℃的高溫下使炭纖維表面生長(zhǎng)出一些單晶的晶須，以增大纖維和基體間的接觸面積，從而改善樹脂和纖維之間的結(jié)合力。但是由于這類方法成本較高，目前炭纖維的表面處理多以空氣氧化法和陽極氧化法為主，但表面改性效果不很明顯。

      針對(duì)上述問題，本文系統(tǒng)地研究了用偶聯(lián)劑使短切炭纖維表面改性的有關(guān)工藝過程。通過界面相理論和單分子層分布理論的研究，有效地提高短切炭纖維表面與聚四氟乙烯基體間的結(jié)合力。實(shí)驗(yàn)表明：短切炭纖維經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性后，可適當(dāng)提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性，從而有可能擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

資料下載：   短切碳纖維表面改性及其聚四氟乙增強(qiáng)烯復(fù)合材料性能的研究.pdf