BN改性上漿劑對碳纖維復合材料導熱性影響及性能研究

摘要近年來，由于其出色的機械強度、耐熱特性以及耐腐蝕特點，碳纖維復合材料被越來越多地應用于各種行業(yè)，尤其是軍事、醫(yī)藥、航空航天等。然而，由于它的熱傳導特性較差，使它的使用范圍受到一定的局限。經(jīng)過改性，我們獲得了一種新型的無溶劑BN納米流體，它可以有效地改善BN納米粒子在水性上漿劑中的分散性，從而大大提升了碳纖維復合材料的力學性能和熱導率。通過使用硅烷偶聯(lián)劑-聚醚氨（KH560-M2070），我們成功地將BN改性且獲得不含溶劑的納米流體，從而實現(xiàn)了其有效的應用。通過傅里葉紅外光譜儀、熱失重分析等驗證該納米流體的合成。經(jīng)過本次研究，我們發(fā)現(xiàn)無溶劑BN納米流體具有出色的分散性和穩(wěn)定性，為改性水性上漿劑的開發(fā)奠定了堅實的基礎。通過添加不同濃度的BN納米流體，我們可以有效地改善碳纖維的性能。這種改性方法可以使碳纖維更加堅韌，并且可以有效地提升其力學性能和導熱性能。通過這種方法，我們可以制備出具有優(yōu)異性能的碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料。當無溶劑BN納米流體的含量為2%時，熱導率達到了最高值，達到了2.89W/mK，而層剪切強度也有了顯著提升，達到了60.86MPa，而彎曲強度也有了顯著提升，達到了886Mpa。這些研究結(jié)果探究了無溶劑BN納米流體改性水性環(huán)氧上漿劑在復合材料中的應用影響，為未來的改性碳纖維工業(yè)生產(chǎn)和應用開發(fā)提供了有益的參考。關鍵詞：碳纖維上漿劑力學性能熱導率

AbstractInrecentyears,carbonfibercompositeshavebeenincreasinglyusedinvariousindustries,particularlyinmilitary,medical,aerospace,andotherfields,duetotheirexcellentmechanicalstrength,heatresistance,andcorrosionresistance.However,itslimitedthermalconductivityhasalsohindereditsfurtherapplication.ThisstudyfocusesonimprovingthemechanicalpropertiesandthermalconductivityofcarbonfibercompositesbyusingmodifiedBNtoobtainsolvent-freeBNnanofluidstoaddressthedispersionproblemofBNnanoparticlesinwater-basedsizingagents.Themotivationistoovercomethepoorthermalconductivityofcarbonfibercomposites,therebyexpandingtheirrangeofapplications.Byusingsilanecouplingagent-polyetheramine(KH560-M2070),wehavesuccessfullymodifiedBNtoasolvent-freenanofluid,achievingitseffectiveapplication.ThesynthesisofthenanofluidwasconfirmedbyFouriertransforminfraredspectroscopy,thermalgravimetricanalysis,etc.Throughthisstudy,wefoundthatthesolvent-freeBNnanofluidhasexcellentdispersionandstability,layingasolidfoundationforthedevelopmentofmodifiedaqueoussizingagents.ByaddingdifferentconcentrationsofBNnanofluid,wecaneffectivelyimprovetheperformanceofcarbonfibers.Thismodificationmethodcanmakecarbonfibersmoretoughandsignificantlyimprovetheirmechanicalandthermalproperties.Throughthismethod,wecanpreparecarbonfiber-reinforcedepoxyresincompositeswithexcellentperformance.Whenthecontentofsolvent-freeBNnanofluidis2%,thethermalconductivityreachesthehighestvalue,reaching2.89W/mK,andtheinterlaminarshearstrengthisalsosignificantlyimproved,reaching60.86MPa,whilethebendingstrengthisalsosignificantlyimproved,reaching886MPa.Theseresearchresultshaveexploredtheimpactofsolvent-freeBNmagneticnanofluid-modifiedwater-basedepoxysizingagentsoncompositematerials,providingvaluableinsightsforfutureindustrialproductionandapplicationdevelopmentofmodifiedcarbonfibers.Keywords:CarbonfibreSizingagentMechanicalpropertyThermalconductivity 目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1碳纖維 11.1.1碳纖維簡介 11.1.2碳纖維改性方法 21.2環(huán)氧樹脂上漿劑 41.3碳纖維復合材料簡介 61.3.1碳纖維復合材料的應用 61.3.2改性碳纖維復合材料 71.3.3外部條件對碳纖維復合材料的作用 81.4無溶劑納米流體簡介 81.4.1納米類流體的制備 91.4.2納米類流體的應用 111.5課題研究目的及意義 111.6主要技術路線及研究內(nèi)容 12第2章無溶劑BN納米流體的制備及研究 142.1引言 142.2實驗部分 142.2.1實驗原料 142.2.2實驗儀器 152.2.3實驗過程 152.2.4實驗表征 162.3結(jié)果與討論 162.3.1傅里葉紅外光譜測試圖 162.3.2熱重分析譜圖（TGA） 17第3章無溶劑BN納米流體改性水性環(huán)氧上漿劑增強碳纖維復合材料力學性能及熱導率 183.1引言 183.2實驗部分 183.2.1實驗原料 183.2.1實驗設備 183.2.3實驗過程 193.2.4性能測試及分析表征 203.3結(jié)果與討論 213.3.1碳纖維單絲形貌分析 213.3.2碳纖維復合材料的彎曲強度 213.3.3碳纖維復合材料的層間剪切強度 223.3.4碳纖維復合材料斷面形貌分析 233.3.5碳纖維復合材料界面增強機理 233.3.6碳纖維復合材料的導熱率 233.4本章小結(jié) 24第4章結(jié)論 26參考文獻 27致謝 30第1章緒論1.1碳纖維1.1.1碳纖維簡介碳纖維是由一系列縱向排列的碳纖維束組成，然后平行排列在一起并固化成堅硬、輕質(zhì)的材料由于其出色的拉伸性、剛性、低溫性以及化學穩(wěn)定性，CF已經(jīng)成為各種工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的部分，它們不僅可以滿足航空、汽車、運動設備、醫(yī)學儀表的需求，還可以作為生產(chǎn)出性能優(yōu)異的復合材料的基礎REF_Ref9325\r\h[2]。根據(jù)碳纖維的制備方法和原材料不同，碳纖維可以分為：1.PAN(聚丙烯腈)基碳纖維：PAN是碳纖維制備的主要原材料之一，在各個領域都有著廣泛的應用，并且以其優(yōu)異的性能和穩(wěn)定的結(jié)構而著稱。生產(chǎn)過程中需要對高分子聚丙烯腈進行溶液旋轉(zhuǎn)紡絲制備成為聚丙烯腈纖維，再經(jīng)過熱處理、氧化和炭化等步驟得到高強度、高彈性模量、低密度、抗氧化、耐腐蝕等特性的碳纖維。2.煤焦油基碳纖維：該類碳纖維由一種特殊的油料生產(chǎn)（煤焦油）制備而成，經(jīng)過石化過程可以得到高強度、高彈性模量、多孔、耐腐蝕等特性的碳纖維。3.熱解型碳纖維：熱解型碳纖維是通過對碳含量大的高分子體系以物理和化學方法進行加熱、石化、裂解、勻化等過程得到的。熱解型碳纖維是碳纖維中最高級的，具有非常高的強度和模量特性。碳纖維的類型包括高強度、高模量、高韌性等，根據(jù)其特征及所用領域不同，可以選擇不同類型的碳纖維REF_Ref9387\r\h[1]。圖1.1大絲束（左）和小絲束（右）碳纖維1.1.2碳纖維改性方法碳纖維具有較高的強度和剛度，通常用于提高環(huán)氧樹脂的剛度和韌性。因此，纖維增強聚合物復合材料可以成為一種性能優(yōu)異的理想結(jié)構材料。然而，不可忽視碳纖維的缺點是由于其表面是非極性的，化學活性基團很少，與環(huán)氧基的潤濕性較差。弱化學鍵、氫鍵和范德華力導致未經(jīng)處理的碳纖維與環(huán)氧樹脂之間存在可破壞的界面[3]。換句話說，碳纖維沒有充分發(fā)揮將載荷從纖維有效轉(zhuǎn)移到基體上的作用。如果能將碳纖維表面轉(zhuǎn)化為極性性質(zhì)，則碳纖維與環(huán)氧樹脂之間具有良好的潤濕性REF_Ref9469\r\h[30]。據(jù)普遍認可，CFRPs的特征與其中的各種成份密切相關，其中包括基團、纖維結(jié)構以及表層結(jié)構REF_Ref9525\r\h[32]。對于特定的基體體系，以環(huán)氧樹脂為基體并固定，因此界面主要受纖維性能的影響。因此，引入了多種處理碳纖維表面的方法。如表面處理法、引入表面官能團、摻雜改性法、等離子體氧化處理、多尺度增強處理等都得到了廣泛的研究REF_Ref9557\r\h[5]。表面處理法：表面處理法是一種常見的碳纖維改性方法，通過物理或化學處理以提高其表面活性和附著性。例如，采用硅烷偶聯(lián)劑(KH550)和聚胺胺(PAMAM)對碳纖維進行處理，以提高碳纖維和環(huán)氧樹脂之間的粘附性和耐沖擊性能。處理后的碳纖維的抗拉強度得到了很大的恢復，SEM顯示碳纖維表面明顯光滑，表明這些大分子已經(jīng)接枝到碳纖維表面。通過對材料的力學性能進行研究，我們發(fā)現(xiàn)，在KH550-和PAMAM處理后，復合材料的剛度和韌性都有顯著改善，其中，層間剪切強度（ILSS）的提升幅度達到了25.3%，而未經(jīng)處理的復合材料則僅有30.8%。此外，KH550-和PAMAM處理的復合材料的沖擊強度持續(xù)提高REF_Ref9596\r\h[4]。圖1.2PAMAM與CFs反應示意圖等離子體氧化處理：等離子體作為層間抗剪切強度和耐腐蝕的處理手段，為碳纖維增強聚合物復合材料的結(jié)構或設計提供了一種手段。一種預表面處理，操作比較簡單。通過選擇合適的氣體等離子體來控制碳纖維表面與基體材料之間良好粘附的類型必要條件。通過氧等離子體處理技術，我們可以在聚丙烯腈基碳纖維表面引入官能團，從而提升其表面能，達到與基體相當?shù)乃?。為了更準確地檢測這一過程，我們還使用了x射線光電子能譜技術。隨著處理時間的增加，纖維表面官能團的數(shù)量開始增加，直到2分鐘，之后保持不變。的變化等離子體處理的表面能表現(xiàn)出類似的趨勢通過使用等離子體技術，我們發(fā)現(xiàn)CF的表面積會發(fā)生變化，導致其力學特性發(fā)生變化。等離子體處理也改變了纖維表面的形態(tài)REF_Ref9678\r\h[6]。圖1.3抗拉強度隨處理時間的變化表面涂層法：該方法能夠改善碳纖維表面的化學反應活性，提升其與其他基質(zhì)材料的粘附性和接口性能，從而提高碳纖維的機械性能和耐久性。在碳纖維表面涂層過程中，通常需要將表面先進行處理，以增加其化學親和性。例如，可以使用化學方法在其表面引入羥基、羧基等官能團，然后將表面涂上化學穩(wěn)定的聚合物涂料。涂層的材料性質(zhì)和厚度可以根據(jù)需要進行控制，以達到所需的性能要求。通過在碳纖維的表面進行涂覆，不僅可以增加它的防護效果，如抵御紫外線、摩擦、腐蝕和疲勞，還有助于增加它的使用壽命。另一個優(yōu)點是，通過增加碳纖維和基礎材料之間的粘接強度，可以顯著改善復合材料的物理和機械特性。例如，在空氣等離子體活化前后，對碳纖維表面進行了MES-SSO、VMS-SSO、MPMS-SSO、甲基丙烯異丁基POSS和三硅醇苯基POSS等不同的硅氧烷(SSO)改性REF_Ref9734\r\h[7]。通過短束彎曲法、沖擊試驗和熱氧老化試驗，本文研究了單點SSO涂層對CF/PAA復合材料界面性能、沖擊性能和耐熱性能的影響，為此類復合材料的性能提升提供可行措施。結(jié)果表明，單點涂層可以同時改善CF/PAA復合材料的界面性能、抗沖擊性能和耐熱性能。POSS涂層改性的CF/PAA復合材料各項性能的提高百分比均大于SSO涂層改性的CF/PAA復合材料。1.2環(huán)氧樹脂上漿劑碳纖維增強熱固性復合材料的性能取決于其機械特性、樹脂基體的力學特性以及它們之間的粘結(jié)力。由于碳纖維和樹脂基體的化學性質(zhì)不同，界面存在易開裂的問題，因此需要通過上漿處理來提高碳纖維和樹脂基體之間的黏結(jié)強度REF_Ref11301\r\h[31]。EP是一種復雜的高分子材料，其結(jié)構由多個環(huán)氧基團構成，具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。CF/EP復合材料具有優(yōu)異的力學性能和耐腐蝕性能，因此在航空航天、體育和其他領域得到了廣泛應用REF_Ref9770\r\h[8]。為了進一步提高CF/EP復合材料的性能，研究人員致力于開發(fā)適合環(huán)氧樹脂的碳纖維上漿劑?，F(xiàn)在已經(jīng)成功地合成了端羥基超支化水性環(huán)氧樹脂REF_Ref9796\r\h[10]，并將其用作環(huán)氧/CF復合材料的上漿劑。FTIR和1H-NMR表明環(huán)氧樹脂中成功引入了超支化結(jié)構，并且超支化結(jié)構中含有大量的羥基。經(jīng)過掃描電鏡（SEM）和原子力分析）的測試，我們發(fā)現(xiàn)，水性環(huán)氧上漿劑能夠有效地均勻地覆蓋在CF表面，并且系統(tǒng)地研究了它對CF/環(huán)氧復合材料界面性能的影響。以E2-8/CF為例，它的IFSS和ILSS值分別提升了40%和12.5%，這一結(jié)果顯示出水性環(huán)氧上漿劑的優(yōu)越性。經(jīng)過上漿處理的CF表面上增加了大量的羥基，這不僅顯著提升了其表面的極性和潤濕性，而且還能夠增強環(huán)氧樹脂與其之間的化學相互作用，形成一種機械聯(lián)鎖點，而且叔胺基團的存在也能夠加速這種反應。此外，上漿劑的引入不會犧牲CF單纖維的抗拉強度。實驗結(jié)果表明，漿料CF(端羥基超支化水性環(huán)氧樹脂)與環(huán)氧樹脂具有良好的界面強度，在制備高性能CF/環(huán)氧復合材料方面具有廣闊的應用前景。圖1.4不同碳纖維復合材料的ILSS結(jié)果圖1.5不同碳纖維微復合材料的IFSS結(jié)果例如以丙烯酸酯單體和E-TPA（自制分子量調(diào)節(jié)劑）為原料合成新型陽離子大分子乳化劑（PD乳化劑）和陰離子大分子乳化劑（PA乳化劑），進一步用于制備陽離子上漿劑（PD-sizingagent）和陰離子上漿劑（PA-sizingagent）。另一方面，E-TPA是用環(huán)氧樹脂和S，S'-雙（α，α'-二甲基-α''-乙酸）-三硫代碳酸酯合成的REF_Ref9841\r\h[9]。針對上漿劑和高分子乳化劑的性能受E-TPA與環(huán)氧樹脂的影響，研究了不同E-TPA用量下乳化劑的臨界膠束濃度、溶解度和分子量，同時研究了上漿紙的耐水性和力學性能。進行了進一步研究。結(jié)果表明，在上漿劑粒徑足夠小的前提下，環(huán)氧樹脂可以提高其耐水性和機械強度。E-TPA添加量為11.63wt%的PD乳化劑的PD上漿劑上漿性能最佳，耐折度為19，爆破強度為211kPa，拉伸強度為72.77kN/m，吸水率（科布)54.23克/平方米2

.PA乳化劑中E-TPA含量為11.63wt%的PA上漿劑具有最好的上漿性能，拉伸強度為61.49kN/m，抗折強度為14，耐破強度為185.67kPa，cobb為47.88g/m

2

。熱塑性碳纖維復合材料由熱塑性樹脂作為基體，碳纖維作為增強材料制備而成。這種復合材料具有輕質(zhì)、高強度和耐變形等特性，因此在汽車輕量化領域中被廣泛應用。此外，作為復合材料基體的熱塑性樹脂具有可回收性和可加工重復利用性等優(yōu)點，符合當今材料環(huán)保主題。然而，CF與熱塑性聚合物之間的界面強度較低，這限制了它們的應用。為了提高復合材料的綜合性能，研究人員采用碳纖維上漿處理的方法。盡管目前市場上熱固性上漿劑用量較大，但與熱塑性樹脂基體的結(jié)合不良仍然會讓復合材料的性能受到一定的影響。此外，熱固性上漿劑熱降解溫度較低，一般為200-250℃，無法滿足熱塑性復合材料300℃以上的加工溫度要求。因此，研究人員需要通過化學結(jié)構設計，合成一種符合熱塑性工藝條件的新型熱塑性上漿劑。Karsli等人REF_Ref9903\r\h[11]評估了五種不同類型的上漿劑對CF/PA66復合材料的力學和熱性能的影響。他們發(fā)現(xiàn)使用PA和PU類型的上漿劑可以最大程度地提高碳纖維復合材料的抗沖擊性能，并且相較于其他上漿材料，經(jīng)過PU和PA上漿處理后的復合材料具有更高的儲能模量和界面附著力。這表明，對于CF/PA66復合材料，PA和PU上漿劑更為適用。胡允杰REF_Ref11396\r\h[12]則采用磷酸酯（TFO3P）對聚己內(nèi)酰胺（PA6）進行改性，并添加親水基團，制備一種水性碳纖維上漿劑改性聚己內(nèi)酰胺（TFO3PPA）。當1.0%的上漿劑乳液被添加到碳纖維/聚己內(nèi)酰胺復合材料中，其表面張力和接觸角顯著降低，經(jīng)過上漿改性后，碳纖維/聚己內(nèi)酰胺復合材料的彎曲強度比未經(jīng)上漿處理時提高了35％，層間剪切強度提高了46％。這表明TFO3P上漿劑的涂布在一定程度上確實增強了該復合材料的力學性能。1.3碳纖維復合材料簡介盡管碳纖維的物理特性十分出色，它卻無法單獨利用，而是需要通過將其與其他結(jié)構元素結(jié)合起來，形成一種新型的復合材料。這種新型的復合材料既可以減少重量，又可以提供更好的結(jié)構穩(wěn)定性，同時還可以抵御外界的溫差、濕氣、酸堿以及電磁干擾，從而得到了廣泛的應用REF_Ref9949\r\h[13]。碳纖維復合材料可以按照碳纖維的結(jié)構、樹脂基涂層的材料種類和使用的制備工藝等方面進行分類。。按照碳纖維的結(jié)構，碳纖維復合材料可以分為單向碳纖維復合材料、碳纖維布以及碳纖維紗織物等REF_Ref10063\r\h[29]。根據(jù)樹脂基涂層的不同特性，CF復合材料可以分為EP、聚酯、聚氨酯、聚酯聚醚等多種類型REF_Ref9979\r\h[27]，具有良好的力學性能和耐久性。按照制備工藝，碳纖維復合材料可以分為手工制備、預浸料法、層壓法、注塑法、旋轉(zhuǎn)成型法、包覆法等不同制備工藝。不同的制備工藝和工藝參數(shù)會對碳纖維復合材料的性能產(chǎn)生影響。1.3.1碳纖維復合材料的應用在宇宙飛行和太空探索中，碳纖維復合材料扮演著至關重要的角色。由于碳纖維復合材料具有輕重比低、高強度和高剛度等特點，可以大幅度減輕飛機的重量，同時提高飛機的機動性、航程和速度REF_Ref10086\r\h[14]。目前，碳纖維復合材料已被廣泛應用于民用航空和軍用航空中。比如，波音787夢想飛機的機身中使用了大量的碳纖維復合材料REF_Ref10112\r\h[15]，可以使得該型飛機耗油率比同級別飛機降低20%。

圖1.6碳纖維復合材料在航空和風力發(fā)電的應用風力發(fā)電是碳纖維復合材料在能源領域的重要應用領域之一REF_Ref11464\r\h[24]。通過使用碳纖維復合材料制造風力發(fā)電機葉片，可以大幅度提高其性能，比如可減小質(zhì)量、增強強度和剛度、提高氣動性能等，從而增加發(fā)電效率和降低運營成本。在未來的風力發(fā)電技術發(fā)展中，碳纖維復合材料也將會得到更加廣泛的應用。汽車制造領域是碳纖維復合材料重要的應用領域之一REF_Ref10142\r\h[23]。通過使用碳纖維復合材料，汽車制造商可以大幅度減輕汽車重量，同時提高制動性能、操控靈活性和燃油效率。汽車中的氣囊、安全帶、座椅、車身骨架等也可以使用碳纖維復合材料，可以大大提高汽車的安全性能。圖1.7碳纖維復合材料在汽車領域的應用1.3.2改性碳纖維復合材料盡管碳纖維復合材料的性能在許多應用領域已經(jīng)相當可觀，但在某些特定的領域中，其性能仍然無法滿足要求。因此，對于碳纖維復合材料的改性和增強仍然有著重要的研究意義REF_Ref10171\r\h[16]。除了1.1.2提到的針對碳纖維的改性方法外，還可以對復合材料的基體進行改性REF_Ref10188\r\h[33]。納米材料通常具有比表面積更大、機械性能增強、較高的化學反應活性、生物相容性和藥物修飾等優(yōu)點REF_Ref10207\r\h[17]。因此，在電子、材料、生物醫(yī)學和能源等領域，納米材料應用日益廣泛，并成為研究熱點。

圖1.8納米粒子的優(yōu)點在納米銀漿中應用納米顆粒以提高導電性的研究中REF_Ref10315\r\h[18]，研究人員制備了一種納米銀漿，并將其用于柔性印刷電子。他們使用納米顆粒作為原料，將其分散在溶劑中，然后在聚集劑的作用下，將納米顆粒組裝成為二面角形狀的納米粒子，并在此基礎上制備了銀漿。實驗結(jié)果表明，納米顆粒的添加可以顯著提高銀漿的導電性能，同時還增加了銀漿的生物相容性和穩(wěn)定性。在聚合物復合材料中應用碳納米管以提高力學性能和電學性能研究中，綜述了碳納米管在聚合物復合材料中的應用，并指出了其優(yōu)點和應用前景。他們指出，碳納米管具有尺寸效應和較高的化學反應活性，在聚合物復合材料中的添加可以明顯提高復合材料的力學性能和耐熱性，并減小復合材料的熱膨脹系數(shù)和電阻率REF_Ref10341\r\h[25]。通過對多篇研究的綜合分析，作者得出結(jié)論，碳納米管可以在聚合物復合材料領域中發(fā)揮關鍵作用，并有望實現(xiàn)廣泛的應用前景。1.3.3外部條件對碳纖維復合材料的作用碳纖維復合材料的特性不僅僅取決于其內(nèi)在的特征，而且也會因為環(huán)境因素，如溫差、磁場、壓縮量、摩擦系數(shù)等而發(fā)生顯著的變化REF_Ref10416\r\h[21]。經(jīng)過加工，這種復合材料的拉伸、彎折、沖擊及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都有所增加。同時，通過液氮超低溫冷卻碳纖維復合材料也可以增加其拉伸強度。另外，使用外部應力誘導碳纖維取向排列以及使用多維碳納米管和石墨烯等納米材料強化都是優(yōu)化碳纖維復合材料性能的有效方法[22]。對于需要重量降低的應用，還可以考慮使用更輕的材料或采用更高效的制備方法來制備復合材料。1.4無溶劑納米流體簡介納米粒子被用作增強碳纖維樹脂基復合材料的有效途徑，然而，納米粒子的團聚現(xiàn)象限制了它們的廣泛應用REF_Ref10504\r\h[26]。為改善納米粒子的分散性和功能性質(zhì)，常規(guī)的方法是將納米粒子分散于水或有機溶液中以制備納米流體。然而，這種方法的效率較低，穩(wěn)定性較差，容易出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。為克服這些問題，無溶劑納米流體應運而生。通過將無機納米粒子表面接枝有機長鏈的技術，我們制造出了一種新型的無溶劑納米流體，它具有核殼結(jié)構，能夠在室溫下流動，而且完全不需要溶劑，從而大大減少了對環(huán)境的污染。無溶劑納米流體可以有效地解決納米顆粒團聚的問題，并具有廣泛應用前景。圖1.9納米類流體結(jié)構示意圖1.4.1納米類流體的制備制備無溶劑納米類流體的過程通常包括三個步驟：1.精心挑選合適的納米粒子，并將其與有機長鏈緊密結(jié)合，形成電暈層。3.在電暈層表面，利用離子鍵將其與其他有機長鏈結(jié)合，形成樹冠層，以實現(xiàn)雙電層結(jié)構。樹冠層中的有機長鏈具有較高的離子密度和可溶性，可用作很多種化學反應的催化劑，從而使無溶劑納米流體被廣泛用于各種領域。目前，已有很多種納米粒子和有機長鏈可用于制備無溶劑納米類流體，如表1.1所示。

表1-1納米粒子電暈層樹冠層ZrO2(CH3O)3Si(CH2)3N+(CH3)2(C18H37)Cl?C9H19-C6H4-O(CH2CH2O)10SO3?K+MoS2(OH)3Si-C3H6-SOOOH(CH3O)3Si-C3H6-N+(CH3)3Cl-(C18H37)N(CH2CH2O)mH(CH2CH2O)nHSiO2(CH3O)3Si-C3H6-N+(CH3)2(C14H29)Cl-C9H19-C6H4-(OCH2CH2)20-OH2-SO3-K+CNTGOMWCNTCNT/SiO2γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷SiO2(KH560)M2070GO@Fe3O4GO-CNT-Fe3O4GO@SiO2(OH)3Si-C2H4-PO3-Na+UiO-66(OH)3Si-C3H6-SOOOH圖1.10無溶劑碳納米管納米流體結(jié)構示意圖1.4.2納米類流體的應用為了拓展納米粒子的應用領域，研究人員開發(fā)了納米流體。雖然目前還沒有完全建立納米流體的理論模型，但它具有優(yōu)秀的流動性和良好的相容性，因此在功能材料、納米復合材料和電解質(zhì)等領域具有巨大的潛力REF_Ref28022\r\h[34]。在研究中發(fā)現(xiàn)，隨著烷基鏈長度的增加，潤滑效果越好。通過使用不含溶劑的ZrO2納米流體REF_Ref10664\r\h[19]，我們可以創(chuàng)造出具有優(yōu)異的光學透明度、疏水性、機械強度、抗磨損能力及良好的環(huán)保特征的ZrO2/SiO2復合涂料。此外，我們還可以利用CNT/SiO2納米材料來構建Pebax膜REF_Ref10700\r\h[20]，從而提高CO2的選擇性分離效率。最近的一項研究顯示，M2070的CNT/SiO2納米結(jié)構具備良好的催化活性，它們的結(jié)構特征使得EO片段更容易與CO2結(jié)合，并具備更強的吸附能力。此外，一種新的技術通過添加-SO3H的官能團，使得納米顆粒的結(jié)構更加穩(wěn)定，并且更容易與有機物結(jié)合，進一步增加鋰離子的遷移率。最近的研究顯示，利用納米材料制備的電池材料，其特殊的功效、易于制作、節(jié)約資源、極佳的電阻率，使其成為未來可持續(xù)發(fā)展的重要材料。圖1.11無溶劑CNT/SiO2納米流體及其作為填料的Pebax膜1.5課題研究目的及意義本文的主題是針對BN改性上漿劑對碳纖維復合材料導熱性影響及性能進行研究。課題研究的首要目的是探究BN改性上漿劑的優(yōu)化配方，以期進一步提高碳纖維復合材料的導熱性能。其次，我們將研究其對復合材料力學性能的影響以及在熱穩(wěn)定性方面所發(fā)揮的作用。這些方面的研究將對提高碳纖維復合材料在高溫環(huán)境下的應用能力和機械性能發(fā)揮重要作用。此外，將對碳纖維復合材料在航空、汽車、軍事等領域中的應用和發(fā)展產(chǎn)生積極推動作用。更進一步地說，研究BN改性上漿劑對碳纖維復合材料的影響對于該領域尤為重要。在目前的制造和應用過程中，碳纖維復合材料導熱性能的優(yōu)化問題已經(jīng)成為該領域的一項熱點研究課題。本研究的重要性不僅體現(xiàn)在改善碳纖維復合材料的特性，使其在高溫環(huán)境中更加穩(wěn)定可靠，而且還為其他材料的研發(fā)提供了有益的參考和借鑒。最終，這些研究成果可能會對碳纖維復合材料的生產(chǎn)和應用產(chǎn)生深遠的影響，為相應產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻。1.6主要技術路線及研究內(nèi)容主要技術路線如下：圖1.12復合材料制備流程圖研究內(nèi)容：1.通過將BN納米粒子與KH560-M2070有機長鏈相結(jié)合，我們成功地制備出了無溶劑的BN納米流體，并且對其結(jié)構、分散性和穩(wěn)定性進行了詳細的研究；2.通過改性水性環(huán)氧上漿劑，我們成功地制備了一種新型的碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料，并且我們還深入研究了這種改性劑對碳纖維形態(tài)和性能的影響。

第2章無溶劑BN納米流體的制備及研究2.1引言一種新型無溶劑的納米流體已經(jīng)通過硅烷偶聯(lián)劑的改性得以實現(xiàn)，這種改性技術利用聚醚氨的伯胺反應以及硅烷偶聯(lián)劑的羥基反應，將這兩種反應結(jié)果應用到納米粒子上，從而實現(xiàn)了改性。該無溶劑納米流體擁有出色的分離效果、極高的可靠性以及可以在多個領域得到普遍的使用。在本研究中，我們選擇BN納米粒子作為改性材料，由于其優(yōu)異的機械強度和熱導性能，被認為是提升纖維復合材料界面強度和導熱性能的最佳選擇。經(jīng)過深入的研究，我們發(fā)現(xiàn)BN納米粒子具有良好的水溶解性，可以有效地改善碳纖維復合材料的導熱率和機械性能，從而為未來的實驗提供有力的支持。2.2實驗部分2.2.1實驗原料表2.1實驗所用原料及化學試劑名稱規(guī)格廠家NH3·H2O25~28%西隴化工股份有限公司N’,N-二甲基甲酰胺分析純(AR)天津天泰精細化學品有限公司三氯甲烷99%成都科隆化學品有限公司正己烷97%廣東光華科技股份有限公司聚醚氨M2070大連連晟貿(mào)易有限公司甲醇分析純(AR)上海阿拉丁生化科技有限公司氮化硼99.8%Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇[上海]貿(mào)易有限公司

2.2.2實驗儀器表2.2實驗中所用儀器名稱規(guī)格廠家真空干燥箱DZ-2AII天津市泰斯特儀器有限公司傅里葉紅外光譜分析儀NicoletiS50美國賽默飛公司金相顯微鏡YYJ-400E上海儀圓光學儀器有限公司超聲波清洗器KQ-50E昆山市超聲儀器有限公司電子天平XA205DU美國梅特勒托利多有限公司熱重分析儀TGA2美國梅特勒托利多有限公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀EYELAN-1100日本東京理化器械株式會社X射線衍射SmartlabRigaku,Japan2.2.3實驗過程為了制備BN改性上漿劑，我們需要以以下步驟：先改性BN,引入羧基，再將1.0gKH560與10.0gM2070混合，并以150mL甲醇為溶劑，進行機械攪拌，隨即以45℃進行回流12小時；接著，我們以100mL甲醇與1.0gBN混合，并以45℃進行反應，持續(xù)6小時。經(jīng)過12h的蒸餾，我們可以有效地分離出KH560和M2070，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，脫離出甲醇，最終經(jīng)過48h的干燥，即可獲取無溶劑BN納米流體，可供使用。圖2.1無溶劑BN納米流體的制備機理2.2.4實驗表征1、傅里葉紅外光譜測試（FTIR）:M2070和BN納米流體混合研磨，并經(jīng)過機械壓制，最終制成薄片，然后將其分別滴在M2070和BN納米流體上，最后將其放入80℃的烘箱中干燥15分鐘，最終將其放入紅外測試儀中進行測試。每種類型的測試都進行了3次，掃描范圍在4000-500cm-1。2、無溶劑納米流體熱性能的測試:通過TGA測試，本次試驗旨在探討無溶劑BN納米流體的熱穩(wěn)定性。在試驗期間，我們從每種物質(zhì)中抽樣5-10mg，然后把它們放入一個坩堝容器內(nèi)，以便測量它的熱失重特征。在特定的環(huán)境中，將升溫速率調(diào)節(jié)至10℃/min，并將溫度調(diào)節(jié)至30-800℃，以進行相應的實驗。2.3結(jié)果與討論2.3.1傅里葉紅外光譜測試圖在單M2070測試中可以觀察到有兩個N-H峰出現(xiàn)，在引入BN后，可以觀察到N-H鍵合并，由此可以證明BN成功引入。其次可以觀察到Si-O鍵的出現(xiàn)，Si-O鍵的出現(xiàn)可以證明BN與KH560，M2070成功接枝。圖2.2傅里葉紅外光譜測試圖2.3.2熱重分析譜圖（TGA）圖2.3熱重分析譜圖可以觀察到由于BN的引入，提高了納米流體的導熱性能，所以在同樣的高溫下，引入BN的納米流體相比于未引入的熱重損失少。

第3章無溶劑BN納米流體改性水性環(huán)氧上漿劑增強碳纖維復合材料力學性能及熱導率3.1引言為了改善碳纖維復合材料的物理機械特性，研究人員經(jīng)常將納米填料摻入到其他的增強劑或改良劑中。然而，由于納米填料的結(jié)構特征，它的結(jié)晶過程往往不可預料，這就嚴重影響到其功效的發(fā)揮。經(jīng)過深入的實驗，我們發(fā)現(xiàn)，采用BN納米流體作為改性水性環(huán)氧上漿劑，可顯著地提升該復合材料的力學特性和導熱效果。因此，在實驗中，我們采取多種措施，比如調(diào)整BN納米流體的比例，使之達到最佳的效果。3.2實驗部分3.2.1實驗原料表3.1實驗中所用原料及化學試劑名稱規(guī)格廠家丙酮分析純(AR)西隴科學股份有限公司乙醇分析純(AR)薩恩化學技術(上海)有限公司水性環(huán)氧樹脂50±2%杭州五會港膠粘劑有限公司E-51環(huán)氧樹脂分析純(AR)南通星辰合成材料有限公司三乙烯四胺99.0%天津光復精細化工有限公司單向碳纖維布T300東麗(日本)工業(yè)公司3.2.1實驗設備表3.2實驗中所用設備名稱規(guī)格廠家真空干燥箱DZ-2AII天津市泰斯特儀器有限公司熱導儀HotDisk2200HotDisk，Sweden掃描電子顯微鏡JSM-5600日本JEOL公司萬能試驗機Z100Zwick，Germany超聲波清洗器KQ-50E昆山市超聲儀器有限公司電子天平XA205DU美國梅特勒托利多有限公司3.2.3實驗過程1、上漿劑的制備：通過將BNNF、水性環(huán)氧樹脂（有效成分質(zhì)量分數(shù)為50%）和水的混合，經(jīng)過超聲處理，可以制備出多種上漿劑，具體參見表3-3。表3.3不同上漿劑的成分及含量上漿劑種類碳纖維種類BNNF比例(%)水性環(huán)氧樹脂比例(%)00-BNNFCF040.5-BNNF/WEP0.5-BFNFCF0.541-BNNF/WEP1-BNNFCF141.5-BNNF/WEP1.5-BNNFCF1.542-BNNF/WEP2-BNNFCF242.5-BNNF/WEP2.5-BNNFCF2.542、碳纖維上漿處理:通過將商用CF（CCF）經(jīng)過48時間的丙酮回流處理，可有效地消除商業(yè)上的溶解性溶液及有害的污染物。隨后，將碳纖維（CF）經(jīng)過多次的乙醇及蒸餾水的清潔，最終獲取了退漿碳纖維（DCF），最后將它們放入70℃的真空烘箱內(nèi)，經(jīng)過8小時的干燥處理。將DCF依次浸漬在WEP、0.5-BNNF/WEP、1-BNNF/WEP、1.5-BNNF/WEP、2-BNNF/WEP和2.5-BNNF/WEP上漿劑中一分鐘，用輥輪擠壓，60°C下晾干即可，分別獲得0-BNNFCF、0.5-BNNFCF、1-BNNFCF、1.5-BNNFCF、2-BNNFCF和2.5-BNNFCF。3、碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料的制備：為了生產(chǎn)出具有高性能的碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料，我們采取了真空輔助環(huán)氧樹脂澆注成形技術（VARI）。為此，我們需要將一塊平整的鋼板經(jīng)過徹底的清潔，確保其外觀無任何雜質(zhì)。然后，將其外殼與內(nèi)部的環(huán)氧樹脂澆注成形技術緊緊結(jié)合，使其不會受到空氣或環(huán)氧樹脂的滲透。為了確保質(zhì)量，我們首先在密封膠帶上涂抹了脫模劑，然后等待10分鐘，直到它完全蒸發(fā)。之后，按順序把80×80mm的碳纖維、脫模布和導流網(wǎng)分別安裝到指定位置，詳情請見圖3.1。經(jīng)過精心的設計，我們把螺旋管、三通、四氟管、閥門等部件緊固牢固，連接真空泵以檢查氣密性。再把100gE-51和12.8g三乙四胺混合物倒入容器，經(jīng)過精心的混合，再經(jīng)過真空烘箱的脫泡處理，最終形成一個完整的樹脂灌注系統(tǒng)，經(jīng)過精心的樹脂灌漿，我們已經(jīng)把真空管和樹脂管牢牢地密閉起來。接著，我們把鋼板放置于100℃的溫度中，經(jīng)過2個小時的固化，然后又轉(zhuǎn)移至120℃的溫度，經(jīng)過2個小時的固化，最終獲得了滿足實驗需求的復合材料。3.2.4性能測試及分析表征1.碳纖維單絲掃描電鏡測試：為了對處理好的樣品進行觀察和分析，我們將碳纖維絲的一部分均勻粘附在導電膠上，并將這個組裝好的樣品放置在電鏡臺上。然后，我們進行了40秒的噴金處理，并通過掃描電壓為5.0kV的掃描電鏡進行了表面形貌的測量和觀察。2.復合材料力學性能測試:根據(jù)ASTMD2344和ASTMD7264的規(guī)范，對材料的層剪切割測量及扭轉(zhuǎn)測量均采用了不同的設備，其中，試樣的最大負荷范圍設定在8mm，最大負荷深度設定在64mm，十字頭的運動速率均設定在1mm/min，而樣條尺寸則設定在15×4×2mm3，最大負荷深度設定在80×12.5×2mm3。每種樣條至少獲得5個有效數(shù)據(jù)進行分析。3.復合材料導熱率測試：為了測試復合材料的導熱率，制備60×60×2mm的復合材料薄板樣品，并在其中加入一個探頭以進行測量（如圖3.2所示）。每個樣品均施加了10mW的加熱功率，然后持續(xù)加熱10秒，這個過程重復進行5次。圖3.1HotDiskTPS2200熱常數(shù)分析儀測試樣品的示意圖3.3結(jié)果與討論3.3.1碳纖維單絲形貌分析通過掃描電鏡觀察，我們發(fā)現(xiàn)，在三種不同的加漿劑處理下，碳纖維的外觀發(fā)生了顯著的變化。從圖3.2到3.3a-c，我們可以看到這些變化。其中，從a-c，我們可以看到，這些變化是由于未經(jīng)過上漿、使用了含水環(huán)氧或BN納米流體改性的加漿劑所導致的。從圖3.2中可見，未經(jīng)過涂層處理的碳纖維（a）表面平整度極佳，只存在少量的深度缺陷；而經(jīng)過含水環(huán)氧涂層處理的碳纖維（b）表面，盡管平整度依舊不錯，但深度缺陷明顯減少，使得其界面特征得到了顯著改善。BN納米流體改性上漿劑上漿處理的碳纖維（c）隨著上漿劑中BN的引入，可以看到增加了碳纖維表面的粗糙度，且出現(xiàn)BN納米片，大大提高了碳纖維的力學性能和熱導率。圖3.2不同上漿劑處理的碳纖維單絲形貌掃描電鏡照片3.3.2碳纖維復合材料的彎曲強度圖3.3顯示了使用BNCF增強的環(huán)氧復合材料的彎曲強度變化情況。在0-BNCF/EP的情況下，其彎曲強度達到了634MPa，而在1-BNCF/EP的情況下，其彎曲強度則有所提升，達到了789MPa，比原來的值提升了18.0%，達到了24.4%。當BNCF含量達到2wt%時，2-BNCF/EP的彎曲強度顯著提升，提升幅度達到了39.7%，遠超0-BNCF/EP的634MPa，這表明，隨著BN含量的增加，材料的彎曲強度也會有顯著的改善。再隨著BN的增加，2.5BNCF/EP（864MPa）比0-BNCF/EP(634MPa)高了36.2%，略微下降。圖3.3彎曲強度圖3.3.3碳纖維復合材料的層間剪切強度圖3.4表示當BN添加量增加時，CF增強EP復合材料的ILSS水平也會有所提升.與0-BNCF/EP（50.3MPa）相比，1-BNCF/EP（53.6MPa）的ILSS僅提高6.5%。其中2-BNCF/EP的ILSS值達到了最高值60.86MPa，相對于0-BNCF/EP，增加了21.0%。隨著BNCF含量的增加，2.5-BNCF/EP（57.4MPa）的ILSS值相對下降，相對于0-BNCF/EP的增加量為14.1%。結(jié)果表明，BNNF和BN對CF表面的粗糙化顯著改善了ILSS。圖3.4層間剪切強度圖3.3.4碳纖維復合材料斷面形貌分析（a）為未添加BN納米流體上漿劑的復合材料斷面形貌，如圖所示，由于纖維和樹脂之間界面結(jié)合較差，導致纖維與環(huán)氧樹脂脫離從而導致纖維拔出形成孔洞，，對于（b）來說，從樹脂中抽出的纖維數(shù)量開始減少，但是纖維與樹脂之間也出現(xiàn)了空隙，說明BN納米流體上漿劑加強了纖維與樹脂之間的界面。對于圖（c），復材斷裂后纖維與樹脂之間結(jié)合非常緊密，幾乎沒有產(chǎn)生縫隙或者拔出的情況，說明斷裂發(fā)生在基體內(nèi)部，同時說明此含量下纖維與樹脂結(jié)合的最好。圖3.5ILSS測試后復合材料的斷口形貌及局部放大圖像：(a)未添加BN納米流體上漿劑的復合材料斷面形貌(b)未添加BN納米流體上漿劑的復合材料斷面形貌(c)上漿后最佳切面3.3.5碳纖維復合材料界面增強機理力學測試結(jié)果表明，通過使用碳纖維表面的水性環(huán)氧上漿劑，可以顯著提升碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料的界面附著力。強化機制可歸因于以下兩個因素的作用：1、良好的界面相容性：碳纖維表面的水性環(huán)氧上漿劑具有獨特的環(huán)氧結(jié)構，其特性與E-51樹脂基體相似，可以有效地將碳纖維與基體緊密結(jié)合，形成一種優(yōu)異的界面耦合，從而實現(xiàn)良好的相容性；2、機械嚙合作用：納米片狀的BNNF能夠均勻地覆蓋在碳纖維表面，并使其表面粗糙，從而增強了碳纖維表面的機械鎖緊作用，從而有效減少了應力集中，并引導裂紋路徑偏轉(zhuǎn)，最終提高了復合材料的機械性能。3.3.6碳纖維復合材料的導熱率根據(jù)圖3.6，可以看出，當填料含量增加時，BNCF/EP復合材料的熱導率也會顯著提升，其中0-BNCF/EP的熱導率最高可達1.82W/mK。此外，當上漿劑中BNNF率提高時，復合材料的熱導率也會有所改善。經(jīng)過測試，1-BNCF/EP的熱導率顯著提升，達到（2.32W/mK），而2-BNCF/EP的熱導率則達到了最高值，達到2.89W/mK，相比之下，其熱導率提升了58.8%。相較于0-BNCF/EP，2.5-BNCF/EP的熱導率提高了49.0%，這可能是因為在添加大量BN之后，形成了團聚現(xiàn)象，從而降低了它的熱導率。圖3.6熱導率圖BN的加入提高了復合材料的導熱率BNCF/EP復合材料導熱率的主要因素有以下三方面：1、BN是一種優(yōu)異的導熱材料，它的熱傳遞速度遠遠超過了傳統(tǒng)的樹脂基體或者CF，這使得它在復雜的結(jié)構中起到了重要的調(diào)節(jié)作用，從而大大增加了結(jié)構的強度，并且還極大地降低了結(jié)構的導熱阻力。2、BN的分散性是決定復合材料性能的關鍵因素，優(yōu)質(zhì)的BN能夠均勻地分布在復合材料中，形成一個完整的導熱系統(tǒng)，大大提升了復合材料的導熱性能。3、BN對復合材料界面的影響：BN的加入可以增加復合材料中填充劑和基體之間的熱界面密度，從而減少界面熱阻，提高導熱性能。同時，BN也可以增強填充劑和基體之間的化學吸附作用，提高其界面相互作用強度，進而提高復合材料的導熱率。3.4本章小結(jié)通過采用無溶劑BN納米流體改性的水性環(huán)氧樹脂上漿劑，本研究成功地將碳纖維處理成具有良好導熱性能和粗糙度的復合材料。這種改性技術的應用，使得BN的均勻分散性得到了顯著的改善，從而大大提升了復合材料的性能。當BN濃度2%時，這種復合材料的綜合特性表現(xiàn)最出色，它的層間剪切強度、彎曲強度以及導熱系數(shù)達到了60.86MPa、886MPa以及2.89W/mK。這些結(jié)果表明，BN改性的水性環(huán)氧樹脂上漿劑可以提高碳纖維復合材料的性能。第4章結(jié)論本研究通過制備無溶劑BN納米流體和改性水性環(huán)氧上漿劑來提高碳纖維環(huán)氧樹脂的界面性能和熱導率，這種方法比較簡單且易于實施。通過對制備的無溶劑BN納米流體和不同碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料進行綜合表征，可以得出以下結(jié)論：在本研究中，我們成功地采用了KH560-M2070有機長鏈接枝技術，將其應用于BN表面，制備出了一種無溶劑BN納米流體。與未經(jīng)改性的BN相比，這種無溶劑納米流體在水中表現(xiàn)出了極高的分散性和穩(wěn)定性，其片狀分散特性卓越，極大的擴大了出現(xiàn)團聚的限度。BN在水性環(huán)氧上漿劑中的勻稱分散性可使其在碳纖維表面附著，從而提高了復合材料的導熱性能，并增加了碳纖維表面的粗糙度。在BN含量為2%時，復合材料的綜合性能最優(yōu)，其層剪剪切強度、彎曲強度和導熱率分別達到了60.86MPa、886MPa和2.89W/mK。相比不添加BN時，分別提高了21.0%、39.7%、49%這些結(jié)果表明，BN改性的水性環(huán)氧樹脂上漿劑可以提高碳纖維復合材料的性能。綜上，本文利用了BN的優(yōu)異性能，我們大大增強了碳纖維復合材料的性能。此外，該技術的應用非常便捷，可以滿足對環(huán)境的嚴格要求，而且可以輕松地進行大規(guī)模的工業(yè)化應用，為改性碳纖維復合材料提供了一種新的思路。參考文獻徐愛武,梁燕,蔣玲玲.大絲束碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀及我國技術瓶頸和發(fā)展建議[J].合成纖維,2020,49(06):19-23.張健,揣雪冰,碳纖維的發(fā)展及其應用現(xiàn)狀[J].化工管理,2017,23:60.YanF,LiuL,LiM,etal.Preparationofcarbonnanotube/copper/carbonfiberhierarchicalcompositesbyelectrophoreticdepositionforenhancedthermalconductivityandinterfacialproperties[J].JournalofMaterialsScience,2018,53(3):8108-8119.HongweiHea,TaoZhang,YongkangYang.Afacilewaytomodifycarbonfibersanditseffectonmechanicalpropertiesofepoxycomposites[J].\o"GotoJournalofMaterialsResearchandTechnologyonScienceDirect"JournalofMaterialsResearchandTechnology,2020,10:164-174.戰(zhàn)奕凱,趙潛,李莉萍,等.碳纖維表面改性研究進展[J].工程塑料應用,2019,47(10):135-139.Sarath,Kumar,P,Karingamanna,Jayanarayanan,Meera,Balachandran.High-performancethermoplasticpolyaryletherketone/carbonfibercomposites:Comparisonofplasma,carbonnanotubes/graphenenano-anchoring,surfaceoxidationtechniquesforenhancedinterfaceadhesionandproperties[J].2023,253:110560.X.Z.ZhangY,J.SongY,D.Huang.Propertiesofsilsesquioxanecoatingmodifiedcarbonfibre/polyarylacetylenecomposites[J].2007,67:3014-3022.張雪雙.碳纖維的表面修飾及其復合材料界面性能的研究[D].北京:北京化工大學，2016.何衛(wèi)鋒,李榕凱,羅思海.復合材料用碳纖維等離子體表面改性技術進展[J].表面技術,2020,49(07),76-89.WeisuZhang,1ChanglingYang,1LiliYao,2ZhihaoLi,2ShengxiaLi,1YonggenL.Effectofpolyurethanesizingagentoninterfacepropertiesofcarbonfifiberreinforcedpolycarbonatecomposites[J].2019,340:126-38.Kasling，Ozkan，Aytaca，etal.Effectsofsizingmaterialsonthepropertiesofcarbonfiber-reinforcedpolyamide6，6composites［J］.PolymerComposites,2013,34(10):1583－1590．胡允杰．應用于尼龍基體的碳纖維水性上漿劑的制備及其性能研究［D］．天津，天津工業(yè)大學，2019．孫酣經(jīng).碳纖維及其復合材料[J].化工新型材料,1998,26(4):41-43.韓艷霞.碳纖維增強復合材料及其應用研究[J].中國設備工程,2020.李建利,趙帆,張元,等.碳纖維及其復合材料在軍工領域的應用[J].玻璃鋼,2019(1):4.胡根泉.無機粒子改性環(huán)氧樹脂基碳纖維復合材料性能研究[D].江西：南昌大學,2019.王森,賴家美,阮金琦,等.不同粒子改性環(huán)氧樹脂基碳纖維復合材料低速沖擊及沖擊后壓縮性能[J].材料導報,2021,35(02):2178-2184.肖堯,李斌,劉曉山,等.碳纖維復合材料電導率與抗雷擊性能[J].航空材料學報,2021,41(1):74-82.LiH,MingJ,HuD,etal.Solvent-freezirconiananofluids/silicasingle-layermultifunctionalhybridcoatings[J].ColloidsandSurfacesAPhysicochemicalandEngineeringAspects,2015,464:26–32.WangD,ZhengY,YaoD,etal.Liquid-likeCNT/SiO2nanoparticleorganichybridmaterialsasfillersinmixedmatrixcompositemembranesforenhancedCO2-selectiveseparation[J].New