【摘 要】
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随着碳纤维复合材料应用的逐渐发展和日益成熟,针对CFRP（热固性树脂基碳纤维复合材料）的基础上对于CFRTP（热塑性树脂基碳纤维复合材料）的研究越来越多。CFRTP具有密度低、高强度、耐腐蚀等优点,相比CFRP更具有预浸料易保存、生产周期短、可重复利用等特殊优势,能够更好满足现代工业的需求。热塑性树脂基碳纤维复合材料应用领域主要是航天航空,随着工艺的不断完善和成本进一步降低,在军工和民用等领域得到
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随着碳纤维复合材料应用的逐渐发展和日益成熟,针对CFRP（热固性树脂基碳纤维复合材料）的基础上对于CFRTP（热塑性树脂基碳纤维复合材料）的研究越来越多。CFRTP具有密度低、高强度、耐腐蚀等优点,相比CFRP更具有预浸料易保存、生产周期短、可重复利用等特殊优势,能够更好满足现代工业的需求。热塑性树脂基碳纤维复合材料应用领域主要是航天航空,随着工艺的不断完善和成本进一步降低,在军工和民用等领域得到了广泛应用。本文首先采用DSC测试了热塑性碳纤维预浸料,得到了预浸料在加热过程中的塑化温度和适宜的加热时间等参数,对不锈钢表面进行不同处理后进行SEM观察,分析不锈钢板材表面的处理方式成效,利用设计模具完成不锈钢/CFRTP构件的制备后,利用金相显微镜对成形件复合界面进行观察,对出现的复合不佳问题采用硅烷偶联剂对界面进行改进,发现硅烷偶联剂对界面进行改进后可以提升界面复合效果,同时对不锈钢表面以及不锈钢/CFRTP构件复合界面处进行XPS检测,根据XPS检测的结合能以及PA6树脂和硅烷偶联剂的成分,发现PA6树脂与硅烷偶联剂反应生成C-NH2、NSi2O和NSi O2官能团,铁离子与硅烷偶联剂之间也生成了新的化学键,证明硅烷偶联剂起到了增强界面复合效果的作用,同时对不锈钢/CFRTP构件的弯曲压溃吸能性能也进行研究。结果证明:钢丝刷打磨后增加硅烷偶联剂可以使构件具有较高的抗弯强度,且0°/45°/90°三点弯曲性能和吸能效果最佳。针对热塑性碳纤维增强PA6树脂基复合材料和不锈钢材料层板复合成形问题,设计了一种异种材质层板混合共冲一体成形的工艺,解决了碳纤维复合材料与金属层板构件成形中低效率和界面复合难的问题,阐明了不锈钢与热塑性碳纤维增强PA6树脂基复合材料界面增强机理,本文主要实验结论对今后研究和制备不锈钢/CFRTP构件提供了一定参考。
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