【摘 要】
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碳纤维增强聚丙烯复合材料（PP/CF）在汽车轻量化领域有很大的应用前景,然而低的冲击韧性限制了其应用范围。本文采用调控PP基体性质、CF界面改性和混杂有机纤维三种方法来实现PP
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碳纤维增强聚丙烯复合材料（PP/CF）在汽车轻量化领域有很大的应用前景,然而低的冲击韧性限制了其应用范围。本文采用调控PP基体性质、CF界面改性和混杂有机纤维三种方法来实现PP/CF复合材料的增韧。主要研究内容和结论:（1）采用b-成核剂和热退火处理的方法,提高PP基体韧性进而实现PP/CF复合材料的增韧。加入0.2 wt%b-成核剂和130 ℃热处理6h后,PP/CF（10%）的冲击强度提高了23.2%。（2）首先将聚多巴胺包覆在CF表面作为功能性涂层,然后原位负载b-成核剂并在CF/PDA/TMB-5表面诱导产生b-横晶。由于界面b-横晶的存在,PP/CF（10%）复合材料的弯曲强度和冲击强度分别提高了33.3%和75%,同时实现了PP/CF复合材料的增强与增韧。（3）在成型加工过程中混杂相对廉价的、柔韧性的PA66有机合成纤维进而提高PP/CF复合材料的韧性。与PP/CF（20%）相比较,PP/CF（20%）/PA66（10%）复合材料的冲击强度提高了54.8%。结合弯曲与冲击力学性能测试、断面和纤维SEM形貌、POM、DSC、DMA等表征,来进一步揭示相应的增韧机理。此外,我们还探究了回收碳纤维RCF的高附加值再利用:采用简单、绿色的高温水蒸气活化处理方法,在RCF表面原位剥离石墨烯并构筑g-C3N4/graphene/RCF异质结探究相应的光催化水分解制氢性能。
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