环氧类上胶剂对碳纤维的作用

环氧型上胶剂初期以双酚A二缩水甘油醚环氧树脂为主，现重要朝两个方向发展，一是合成新的环氧化合物，二是采取多组分复配做主胶剂。

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人们已对单一环氧树脂做上胶剂进行了大量研究，从已有资料可知、合成较大分子量且柔性较好的环氧化合物制备的上胶剂，对纤维的集束性、加工性、粘接性有明显改良，使碳纤维复合资料的层间剪切机能得以进步，因此这一类上胶剂有一定的发展前程。
  
目前，人们对多组分环氧树脂上胶剂进行的研究较多，其基本组分如下。

 
　　①环氧树脂。碳纤维复合材料如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。这局部可能是单一的环氧树脂，如双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、酯型环氧树脂、醚型等环氧树脂，也可能是两种不同分子量的同类环氧树脂的混淆物，水溶性环氧树脂或是环氧树脂的改性物。 123,123

 
　　②酸组分与羟基组分的缩聚产物。

 
　　③酚的烷氧基化衍生物，个别为烷基酚的聚氧乙烯醚或烷基酚的聚氧乙烯聚氧丙烯共聚醚。

 
　　④聚多元醇。碳纤维型材具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
  这类上胶剂个别为三组分或四组分的乳液型上胶剂，人们通过调节各组分的组成及加入量来获得乳液牢固性好、对纤维的加工性及纤维的粘接性都好的复配上胶剂。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。用这类上胶剂对碳纤维处理后，其绒毛敏捷减少，纤维的加工机能得到改良，且复合资料的机能也得到一定进步。近多少年的研究表明，在环氧树脂中加入聚氨酯或水溶性环氧的上胶剂，在进步碳纤维集束性耐磨性减少毛羽量的同时，纤维的名义平滑性、浸润性及复合资料的剪切强度方面也有较好的后果。 123456