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碳纤维(CF)具有强度大,耐热性,耐腐蚀性等特性,被认为是纤维材料发展史上的一个重要里程碑。但由于纺丝工艺生产的CF活性氮(N)、氧(O)官能团含量低,表面粗糙度低,不易与基体结合,导致CF与PA6基体的界面强度差,复合材料的性能降低。为了拓展CF/PA6复合材料的应用领域,CF表面改性有着深远的意义。CF表面改性的方法多种多样,但是均存在对CF力学强度损伤大,表面附着力低、润湿性差等缺点,氨基官能化接枝改性的方法可以引入活性的氨基等官能团,有效的弥补CF表面缺陷,提高CF表面润湿性,增强CF与PA6基体的相容性,从而提高CF/PA6复合材料的性能。本文采用预处理的方法在碳纤维(CF)表面引入羧基,再使用化学接枝法使其与具有不同氨基数量的二乙烯三胺(DETA)、单体四乙烯五胺(TEPA)和多胺大分子聚合物多乙烯多胺(PEPA)发生脱水缩合反应,探索氨基数量对CF性能的影响,并制备CF/PA6复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Ramam)、热重分析(TG)、层间剪切强度(ILSS)、偏光显微镜、傅里叶红外光谱(FTIR)、单丝拉伸强度测试、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度测试以及耐湿热性能测试等分析方法对不同的改性CF及CF/PA6复合材料进行系统地分析,结论如下:1、SEM观察到在90℃,4h时,DETA接枝到CF表面附着的颗粒状接枝物分布密集且最多,单丝拉伸强度达到4.62GPa;红外光谱分析表明在3270cm-1和1540cm-1处N-H、1450 cm-1处C-N等特征峰出现。TG表征结果表明,当升温至600℃时,DETA接枝CF(CF-g-DETA)的质量损失为8.4%,这也证实了DETA接枝到CF表面,最佳改性条件为90℃,4h。拉曼光谱分析表明,CF-g-DETA较去浆CF(D-CF)的拉曼R值提高了42.9%。XPS分析CF-g-DETA的O/C和N/C比D-CF提升了23.31%和17.07%。进一步佐证了在90℃,4h,CF表面进行了DETA接枝改性。2、在90℃、4h时,利用不同氨基官能团DETA、TEPA和PEPA接枝到CF表面。红外光谱分析,三种氨基官能团在3270cm-1和1540cm-1处N-H、1450 cm-1处C-N和1650cm-1处O-C-O等特征峰均出现表明不同氨基官能团均接枝到CF表面。AFM观察不同氨基官能化接枝改性CF的表面粗糙程度均有明显增加,PEPA接枝CF(CF-g-PEPA)的粗糙度最大,达到83.2nm。偏光显微镜观察CF-g-PEPA的接触角最小为45°,TEPA接枝CF(CF-g-TEPA)次之为57°。XPS表明CF-g-PEPA的N元素含量最高达到18.92%。力学性能测试表明其平均单丝拉伸强度最大为5.01GPa,证明氨基官能团数量越多,弥补CF表面损伤效果越好,CF力学性能最好,CF-g-PEPA最优。3、采用不同的氨基官能化接枝改性CF/PA6制备复合材料。SEM观察到随着氨基官能团数量增加,CF-g-DETA/PA6、CF-g-TEPA/PA6、CF-g-PEPA/PA6复合材料中CF与基体PA6界面结合更为紧密,CF-g-PEPA/PA6复合材料两相之间没有缝隙和裂纹,界面粘附最好。CF-g-PEPA/PA6复合材料层间剪切强度(ILSS)最大,达到58.6MPa。三种复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与D-CF/PA6相比均有所提升,CF-g-PEPA/PA6复合材料的最佳,分别达到125.6MPa,208.6MPa和70.6 KJ/m2;CF-g-PEPA/PA6复合材料的吸湿率最小为6.22%,与D-CF/PA6相比下降30.4%。证实氨基官能团的引入可以提高复合材料的综合性能,且氨基官能团数量的增加,复合材料的界面相容性提高,综合性能提高,CF-g-PEPA/PA6最优。