碳纖維電泳沉積碳納米管對界面性能的影響

眭凱強，張慶波，劉 麗

(哈爾濱工業大學化工學院，哈爾濱 150001)

聚合物基復合材料由增強纖維和樹脂基體組成，其中碳纖維是最常用也是最重要的增強體，具有低密度、高比強度、高比模量、耐高溫、抗蠕變、耐化學腐蝕、低電阻、高熱導、熱膨脹系數小等特性，利用碳纖維作為增強體的復合材料已廣泛用于航空、航天、國防軍工、建筑、機械、電子、文體、醫療、生物工程等眾多領域［1-2］.碳纖維表面為亂層石墨結構，呈現化學惰性，表面能低，表面光滑，與樹脂基體結合較弱，且碳纖維活性表面積小，邊緣活性碳原子數目少，不易與基體形成良好界面，從而影響了復合材料優異性能的充分發揮［3］.目前對于碳纖維的表面改性主要集中在增加碳纖維表面極性、可反應性以及表面粗糙度，主要方法有等離子體處理［4-6］、氧化處理［7-10］、纖維表面涂層［10-12］、表面接枝處理［13-14］以及化學氣相沉積處理［15-17］.

碳納米管(CNTs)因其完美的結構和廣泛的潛在應用而成為近年來材料學領域的研究熱點.CNTs具有出色的機械性能，它的強度、模量幾乎優于所有已知的其他材料，且具有優良的電、熱性能，這些優點使CNTs在復合材料領域具有巨大的應用前景.研究人員對CNTs增強聚合物和陶瓷基復合材料的制備和性能表征進行了廣泛的研究，證明改性后復合材料的機械性能要遠優于單純的基體材料.此外，使用CNTs還能改善復合材料的導熱、導電、抗磨損和耐熱等方面的性能［18］.

由于羧基化的碳納米管在水溶液……