納米單層二硫化鎢增強型碳纖維上漿劑

碳纖維被譽為一種新型無機材料，其具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗輻射，導電、傳熱、減震、降噪性好等一系列優良性能，被作為典型的高性能纖維，被廣泛地作為一種先進樹脂基複合材料的增強纖維，目前其應用領域主要在航空航太上，主要是其可大幅度減輕結構預製件重量，進一步提高技術性能。

碳纖維與基體間的介面性能對其複合材料性能的發揮起著非常重要的作用，通過介面有效地傳遞載荷，使碳纖維與基體形成一個具有高效綜合性能的整體。而在介面的研究中，提高其碳纖維與基體的結合強度是改善複合材料力學性能的關鍵。對碳纖維進行表面處理是提高碳纖維表面活性和複合材料綜合性能的有效手段。而對碳纖維進行上漿可以較好的解決以上問題。

在碳纖維的生產工藝過程中上漿是一個重要工序。碳纖維上漿的主要作用是隔離空氣中灰塵及水分，從而避免破壞經表面處理後的纖維表面活性。另外，漿膜在碳纖維表面 形成保護膜，有效的改善了在後續的加工中摩擦、磨損及大量毛絲產生。上漿劑在碳纖維表 面的作用主要有以下幾個方面：一是類似粘合劑；二是類似偶聯劑；三是類似潤濕劑；改善其表面浸潤性能；四是類似潤滑劑，現有的碳纖維上漿劑主要採用石墨，但它很難達到理想的效果。

為了改善國產碳纖維製造技術的不足，研究人員採用新型的上漿劑納米單層二硫化鎢來改善這一不足。以納米二硫化鎢製備上漿劑可以解決碳纖維與基體間的介面性能問題，其具有良好的穩定性，能有效改善碳纖維的加工性能，而且製備方法操作簡單，成本低，還可通過改變上漿劑中組分的配比，應用於不同種類的樹脂基體。納米單層二硫化鎢增強型碳纖維上漿劑的製備過程如下：

步驟(1)：在35-100℃下，將有機樹脂分散在有機溶劑中形成有機樹脂溶液，有機溶劑品質為有機樹脂品質的20-200％；

步驟(2)：有機樹脂溶液降至室溫後，將乳化劑、分散劑和去離子水混合均勻後加入有機樹脂溶液中，加入的乳化劑品質為有機樹脂的1-5％，加入的分散劑品質為有機樹脂 的0.1-1％，添加去離子水至混合體系固含量為30-50％，得到有機樹脂乳液；

步驟(3)：將相容改性納米片層二硫化鎢分散液緩慢加入有機樹脂乳液中，超聲分散，然後繼續添加去離子水，至體系固含量為25-35％，制得相容改性納米片層二硫化鎢增強上漿劑。

所制得的相容改性納米片層二硫化鎢對碳纖維可以起到很好的保護作用，同時對複合材料的力學性能有所提高。這種功能型的碳纖維上漿劑可以優化碳纖維及其複合材料介面性能和宏觀性能，對碳纖維複合材料產業升級具有重要意義。

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