回收碳纖維增強尼龍6復合材料的制備及性能研究.pdf

1、碳纖維復合材料具有高強、質輕等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用，但是由于碳纖維加工流程復雜，價格非常昂貴，因此限制了碳纖維復合材料的應用。本課題針對碳纖維復合材料成本過高的問題，通過回收碳纖維廢絲（國產(chǎn)副牌號碳纖維、回收碳纖維廢絲、回收碳纖維粉）。通過雙螺桿擠出機連續(xù)化生產(chǎn)制備得到碳纖維增強尼龍6復合材料，一方面得到了性能優(yōu)異的碳纖維增強尼龍6復合材料，一方面大幅度降低了材料的成本，能夠在汽車輕量化等領域得到廣泛的應用。
　　

2、首先通過掃面電鏡觀察國產(chǎn)副牌號碳纖維，發(fā)現(xiàn)纖維由于有大量斷絲現(xiàn)象，力學性能有一定程度下降，而對尼龍6增強之后，同T-300型碳纖維增強尼龍6性能對比，發(fā)現(xiàn)副牌號纖維仍有較好的增強效果。
　　 對于回收碳纖維廢絲以及回收碳纖維粉，由于碳纖維表面會出現(xiàn)大量雜質并且纖維呈化學惰性，因此在加工過程中首先通過硝酸以及環(huán)氧樹脂對纖維進行適當?shù)谋砻嫣幚?，?jīng)過去離子水充分清洗后，通過掃面電鏡以及能譜分析對纖維表面進行表征，發(fā)現(xiàn)碳纖維經(jīng)過化學處理

3、后在纖維表面出現(xiàn)了環(huán)氧基團，并且碳纖維與尼龍6基體之間化學耦合作用增強。通過對比處理前后復合材料力學性能，經(jīng)過表面改性后，纖維對尼龍6增強效果有大幅度提高。
　　 本試驗通過DMA、TGA等測試研究了碳纖維加入對材料熱學性能的影響，通過DSC曲線分析了材料的非等溫結晶行為以及等溫結晶動力學，研究了碳纖維對于尼龍6材料結晶性的影響，通過結果可以看出，碳纖維加入到尼龍6基體中出現(xiàn)了促進成核的效果，降低材料結晶過程的活化能并且提高了尼