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碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料因其质量轻、强度高、耐高温等优异性能被广泛应用于航空、汽车、体育休闲等领域。但是随着碳纤维各项性能的提升CFRP复合材料的综合性能并没有得到相应提高,如何更好地将碳纤维优异性能在CFRP复合材料上体现出来成为研究重点,制备高性能的上浆剂是提高复合材料性能的一个关键因素。合适的上浆剂可以改善碳纤维表面浸润性,在纤维表面生成含有大量官能团的有机高分子膜,提高碳纤维与树脂基体间的界面粘结性能。同时,随着国家环境保护要求的提高,环保型的水性上浆剂取代传统油溶性上浆剂逐渐成为趋势。本文首先用双酚A型环氧树脂(E-51)、三乙烯四胺(TETA)、丁基缩水甘油醚(BGE)和冰乙酸(HAc)为原料,合成出具有固化性能的改性环氧乳化剂(MEE),通过红外等表征研究了温度、时间对聚合反应的影响,确定合成反应的最佳参数。再用MEE分别乳化E-51和酚醛环氧树脂(F-51),加去离子水制得水性环氧上浆剂E-1和F-1,采用热重、离心、粒度分析等对上浆剂的稳定性、粒径分布、热稳定性做了研究,两种上浆剂粒径约为130 nm,E-1型上浆剂分解温度在250°C左右低于F-1型上浆剂的分解温度275°C。使用E-1和F-1上浆剂分别对碳纤维进行上浆处理,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线电子能谱、偏光显微镜对碳纤维表面形貌、化学组成和润湿性进行分析,结果表明碳纤维经上浆剂处理后,纤维表面均包覆一层含有少量颗粒厚度在50~100 nm的浆膜,纤维表面活性碳原子含量均有增加,纤维负载液滴法测得经两种上浆剂处理后碳纤维接触角分别下降32.90%和36.11%,润湿性改善明显,同时发现当纤维上液滴高度H在35~80μm时,液滴体积对测试结果无影响,表明纤维负载液滴法测用来表征碳纤维润湿性是可行的。力学性能测试表明,经两种上浆剂处理后碳纤维单丝拉伸强度均有提高,且F-1上浆碳纤维的离散性小于E-1;热振实验表明,上浆剂与碳纤维有良好的结合性能。单纤维断裂法测得上浆后碳纤维环氧(CF/EP)复合材料界面剪切强度(IFSS)相对于脱浆碳纤维分别提高70.49%和75.69%,显示上浆剂在环氧基体与碳纤维之间,起到良好的架桥作用。用制备的两种水性环氧上浆剂E-1和F-1对单向碳纤维布进行上浆处理,采用三明治夹心结构制备碳纤维增强尼龙6(CF/PA6)复合材料,并研究了两种上浆剂对复合材料其力学性能和热性能的影响。结果表明,两种上浆剂对CF/PA6复合材料的力学性能有明显提升,E-CFRPA6和F-CFRPA6复合材料拉伸强度分别提高15.96%和13.88%,弯曲强度分别提高37.4%和42.18%,冲击强度分别提高14.28%和15.8%,两种复合材料热分解温度均能达到350°C。以上研究表明,制备的上浆剂具有良好的上浆性能,可以用于碳纤维增强聚酰胺复合材料,对改善复合材料的界面和力学性能有明显的促进作用。