复合材料学报

作者：杨雪勤, 任宏亮, 骆佳美, 薛怿, 陶铜鑫, 刘勇, 张辉, 俞建勇,

关键词：碳纤维/聚醚酮酮复合材料, 磺化聚醚酮酮, 水性上浆剂, 界面改性, 力学性能,

由于碳纤维(CF)的化学惰性，导致了CF和聚醚酮酮(PEKK)的界面结合较差，限制了碳纤维增强聚醚酮酮(CF/PEKK)复合材料力学性能的发挥。本文通过将国产PEKK树脂进行磺化处理制备了磺化聚醚酮酮(SPEKK)水性上浆剂，以改善CF/PEKK复合材料的力学性能。通过调控SPEKK的磺化度使其能够形成稳定的水性乳液，对CF进行上浆改性，并通过真空热压制备了CF/PEKK复合材料。研究发现，当水性SPEKK乳液的浓度为0.5wt%时，改性后的CF/PEKK复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别达到了1237 MPa、78 GPa和92 MPa，比未改性的CF/PEKK复合材料分别提升了35.5%、5.4%和26.0%。CF/PEKK复合材料力学性能的改善，可能归因于在CF表面引入的SPEKK通过与CF产生氢键、π-π相互作用及与PEKK树脂基体形成π-π相互作用、分子间扩散和缠结等显著增强了CF与PEKK的界面结合。采用水性SPEKK上浆剂对碳纤维表面处理，不会产生环境污染，工艺更加简单，且适合于碳纤维的工业化生产，对于发展国产高性能碳纤维增强热塑性复合材料具有重要意义。

来源：2023年第11期

《复合材料学报》期刊编辑部

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