碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究
棉纤维素基材料的改性及性能研究报告
棉纤维素基材料的改性及性能研究报告棉纤维素是一种重要的天然纤维素基材料，具有良好的生物可降解性、可再生性和可持续性，因此在许多领域都有广泛的应用。
然而，棉纤维素的应用受到其特性的限制，例如低机械强度、吸湿性差和热稳定性差等。
为了克服这些限制，研究人员进行了大量的改性研究，并取得了一系列重要的进展。
1. 改性方法棉纤维素的改性方法主要包括物理改性和化学改性两种。
物理改性方法包括机械处理、热处理和辐射处理等，通过改变纤维素的结构和形态来改善其性能。
化学改性方法包括酯化、醚化、氨化和磺化等，通过引入功能基团或改变纤维素的化学结构来改善其性能。
2. 改性效果改性后的棉纤维素材料在机械性能、吸湿性、热稳定性和生物降解性等方面都得到了显著提高。
例如，经过物理改性处理后的棉纤维素材料具有更高的机械强度和模量，可以满足一些特殊应用的需求。
化学改性可以使棉纤维素材料具有更好的吸湿性和热稳定性，适用于纺织、造纸和包装等领域。
此外，改性后的棉纤维素材料仍然保持了良好的生物降解性，对环境友好。
3. 性能研究对改性棉纤维素材料的性能研究主要包括力学性能测试、吸湿性测试、热稳定性测试和生物降解性测试等。
力学性能测试可以通过拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等方法来评估材料的机械性能。
吸湿性测试可以通过浸水试验和湿热试验等方法来评估材料的吸湿性能。
热稳定性测试可以通过热重分析和差示扫描量热法等方法来评估材料的热稳定性。
生物降解性测试可以通过培养基培养和土壤埋藏等方法来评估材料的降解性能。
4. 应用前景改性棉纤维素材料具有广阔的应用前景。
在纺织领域，改性棉纤维素可以用于制备高强度、高吸湿性和高透气性的纺织品。
在造纸领域，改性棉纤维素可以用于制备高强度、高光泽度和高印刷性能的纸张。
在包装领域，改性棉纤维素可以用于制备可降解的包装材料，减少对环境的污染。
此外，改性棉纤维素还可以应用于生物医学领域、食品包装领域和电子领域等。
总之，棉纤维素基材料的改性及性能研究是一个重要的研究方向。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究摘要：碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有出色的力学性能和优异的耐腐蚀性能，因此在许多领域广泛应用。
本研究使用真空浸渍工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行了详细研究。
结果表明，制备过程中的浸渍时间、浸渍压力和固化温度对复合材料的力学性能有显著影响。
1. 引言碳纤维增强环氧树脂基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
其具有轻质、高强度、高模量、优异的耐腐蚀性能等特点，因此在替代传统金属材料方面具有巨大潜力。
本研究旨在通过真空浸渍工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行评估和分析。
2. 实验方法2.1 材料准备碳纤维和环氧树脂材料被选作本实验的主要原料。
碳纤维具有优良的力学性能和导电性能，是制备复合材料的理想选择。
环氧树脂具有良好的粘接性能和化学稳定性，可以作为基体材料。
同时，活性固化剂和助剂用于提高复合材料的性能。
2.2 制备过程（1）将环氧树脂均匀涂布在碳纤维上；（2）将涂布好的碳纤维经过真空排气处理；（3）将预处理好的碳纤维进行真空浸渍；（4）浸渍后的碳纤维进行固化过程。
2.3 力学性能测试采用传统的拉伸试验和冲击试验评估复合材料的力学性能。
拉伸试验用于评估复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂应变，冲击试验用于评估复合材料的冲击强度。
3. 结果与讨论3.1 浸渍时间通过改变浸渍时间，研究了浸渍时间对复合材料力学性能的影响。
结果表明，随着浸渍时间的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量呈增加趋势，但当浸渍时间过长时，力学性能开始下降。
这是由于过长的浸渍时间导致材料内部产生孔隙和缺陷。
3.2 浸渍压力通过改变浸渍压力，研究了浸渍压力对复合材料力学性能的影响。
结果显示，随着浸渍压力的增加，复合材料的强度和韧性都得到了提高。
这是由于高压可以更好地填充碳纤维与环氧树脂之间的空隙，提高界面的粘合强度。
燃料电池气体扩散层中碳纸材料研究进展
摘要：质子交换膜燃料电池（P E M F C）是一种高效的无污染装置因而受到广泛关注。
然而，PE M F C仍存在成本高、稳定性差等问题，制约了PEMFC的大规模商业应用。
气体扩散层是PEMFC中的重要组成部分。
针对PEMFC低成本、高性能先进材料的需求，本文综述了气体扩散层基材碳纸、微孔层的改性制备、气液传输和水管理、孔结构的模拟与设计等方面的研究进展，并指出了碳纸基气体扩散层未来的发展方向。
关键词：PEMFC；碳纸改性；气体扩散层；微孔层；水管理Abstract: PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) has attracted wide attention as an efficient and pollution-free device. However, there still exist some problems such as high cost and poor stability, which restrict its large-scale commercial application. Gas diffusion layer is an important part of the cell. In order to meet the demand of low cost and high performance advanced materials for PEMFC, the research progress of carbon paper base material, preparation of microporous layer, gas-liquid transfer and water management, simulation and design of pore structure are reviewed, and the future development direction of carbon paper base gas diffusion layer is pointed out.Key words: PEMFC; carbon paper modification; gas diffusion layer; microporous layer; water management燃料电池气体扩散层中碳纸材料研究进展⊙ 陈逸菲 赵思涵 赵浩轩 郭大亮*（浙江科技学院环境与资源学院，杭州 310023）Research Progress of Carbon Paper Materials in Gas Diffusion Layers of Fuel Cells⊙ Chen Yifei, Zhao Sihan, Zhao Haoxuan, Guo Daliang *(College of Environment and Resources, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou, Zhejiang 310023, China)中图分类号：TS761.2文献标志码：A 文章编号：1007-9211(2023)24-0001-09陈逸菲 女士在读硕士研究生；从事纸基功能材料方面的研究工作。
碳纤维材料研究报告
碳纤维材料研究报告引言碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，由于其优异的性能，在航空航天、汽车、体育器材等领域得到了广泛应用。
本文旨在对碳纤维材料进行全面的研究和分析，以期深入了解其结构、性质和应用。
一、碳纤维材料的结构碳纤维材料的基本结构由纤维和基体组成。
纤维部分由数以千计的碳纤维束组成，每束纤维都是由无数个碳纤维单丝捻合而成。
这些纤维单丝是由碳纤维原料经过高温炭化处理得到的，具有高度有序的晶体结构。
基体是指填充在纤维间的树脂，常见的有环氧树脂和聚酰亚胺等。
二、碳纤维材料的性质1. 轻质高强度：碳纤维材料的密度只有钢的四分之一，但其强度却比钢高几倍。
这使得碳纤维材料成为制造轻量化产品的理想选择，如飞机、汽车和运动器材等。
2. 高刚度：碳纤维材料具有优异的刚度，使得其在受力时不易发生形变。
这种性质使得碳纤维材料在结构工程中得到广泛应用。
3. 耐腐蚀性：碳纤维材料耐腐蚀性强，可以在恶劣环境下工作，不易受到化学物质的侵蚀。
4. 热导性：碳纤维材料具有良好的热导性能，可以有效地分散和传导热量。
5. 导电性：碳纤维材料是一种优良的导电材料，可以用于制造导电材料和电子器件。
三、碳纤维材料的应用1. 航空航天领域：由于碳纤维材料的轻质高强度和高刚度特性，它被广泛应用于飞机的主要结构件，如机翼、机身和尾翼等。
碳纤维材料的应用可以大幅度减轻飞机的重量，提高燃油效率，并增加飞机的飞行距离。
2. 汽车工业：碳纤维材料在汽车制造中的应用可以降低汽车的整体重量，提高燃油经济性和安全性能。
例如，碳纤维增强塑料被广泛用于制造汽车车身和底盘等部件。
3. 体育器材：碳纤维材料的轻质高强度使其成为制造体育器材的理想材料，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等。
碳纤维材料的应用可以提高器材的性能，使运动员在比赛中取得更好的成绩。
结论碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
碳纤维增强纸基摩擦材料磨损机理研究
碳纤维增强纸基摩擦材料磨损机理研究碳纤维增强纸基摩擦材料是一种新型材料，具有高耐磨性、高强度、高温性能和低摩擦系数等优点，广泛应用于航空、汽车、铁路和机械制造等领域。
本文着重研究碳纤维增强纸基摩擦材料的磨损机理，旨在为提高其性能和应用提供理论指导。
1. 碳纤维增强纸基摩擦材料的制备方法碳纤维增强纸基摩擦材料是在纸张基材中加入碳纤维、石墨、树脂和膨胀剂等添加剂，再通过热压和煅烧工艺制备而成。
其中碳纤维的加入可以提高材料的强度和硬度，石墨的加入可以降低摩擦系数，树脂的加入可以增加材料的韧性，膨胀剂的加入可以提高材料的密度和耐磨性。
2. 碳纤维增强纸基摩擦材料的磨损机理碳纤维增强纸基摩擦材料的磨损机理包括导向效应、孔隙效应和摩擦效应。
导向效应是指碳纤维的方向性作用，使磨损沿着纤维方向发生；孔隙效应是指基材中的孔隙和缺陷对磨损的影响，缺陷越多磨损越快；摩擦效应是指磨损过程中的摩擦力作用，会产生高温和高压力，导致材料表面磨损和疲劳破坏。
3. 碳纤维增强纸基摩擦材料的优化措施为提高碳纤维增强纸基摩擦材料的性能和应用，可以采取以下优化措施：（1）优化材料配方，适当调整添加剂的种类和比例，以优化材料的硬度、强度、韧性和摩擦性能；（2）改善制备工艺，提高热压和煅烧的温度和时间，以增加材料的密度和耐磨性；（3）改进表面涂层技术，增加表面覆盖层，以提高材料的耐磨性和防腐蚀性；（4）加强磨损机理研究，深入了解材料的磨损机理和规律，以指导优化材料的设计和制备。
4. 结论碳纤维增强纸基摩擦材料是一种具有优异性能的新材料，但其磨损机理和优化方法仍需进一步研究。
本文提出了优化材料配方、改善制备工艺、改进表面涂层技术和加强磨损机理研究等措施，为进一步提高碳纤维增强纸基摩擦材料的性能和应用提供了有益的思路和指导。
5. 应用展望碳纤维增强纸基摩擦材料的优异性能使其在航空、汽车、铁路和机械制造等领域有广泛应用的前景。
在飞机和汽车刹车系统中，碳纤维增强纸基摩擦材料可以提供稳定的摩擦系数和领先的制动性能；在机械制造领域中，碳纤维增强纸基摩擦材料可以作为机械零件的磨损部件，具有耐磨、耐摩擦和耐腐蚀等优点。
碳纤维复合材料力学性能研究进展
包 装 工 程第44卷 第21期 ·36·PACKAGING ENGINEERING 2023年11月收稿日期：2023-05-30基金项目：国家自然科学基金（12172344） *通信作者碳纤维复合材料力学性能研究进展段裕熙，张凯*，徐伟芳，陈军红，龚芹（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621999）摘要：目的 综述碳纤维复合材料这一热结构材料的力学性能研究进展，推进碳纤维复合材料的研制和应用。
方法 采用文献调研法，梳理和汇总国内外有关碳纤维复合材料力学性能的研究内容，对二维复合材料、针刺复合材料及三维编织复合材料3种结构进行性能影响因素分析。
结论 影响碳纤维复合材料静态和动态力学性能的因素主要有温度、应变率、密度等，提出应进一步开展碳纤维复合材料在多因素耦合及高温动态性能方面的研究。
关键词：碳纤维复合材料；静态力学性能；动态力学性能；三维编织复合材料 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)21-0036-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.21.005Mechanical Property of Carbon Fiber CompositesDUAN Yu-xi , ZHANG Kai *, XU Wei-fang , CHEN Jun-hong , GONG Qin(Institute of Systems Engineering, China Academy of Engineering Physics, Sichuan Mianyang 621999, China) ABSTRACT: The work aims to explore recent advancements in the mechanical properties of carbon fiber composites for thermal structural applications, with the objective of promoting the development and utilization of carbon fiber composites. Through a comprehensive literature review, the current research status on the mechanical properties of carbon fiber composites was summarized, and the factors affecting the static and dynamic mechanical properties of 2D composites, needled composites, and 3D woven composites were analyzed. The results indicate that factors affecting the static and dynamic mechanical properties of carbon fiber composites include temperature, strain rate, density, et al. And further investigations are necessary in multi-factor coupling and high temperature dynamic properties of carbon fiber composites. KEY WORDS: carbon fiber composite; static mechanical properties; dynamic mechanical properties; three-dimensional weaving composite碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成，它是含碳量高于90%的无机高性能纤维，既具有碳材料的固有本征，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。
江南大学科技成果——高性能纤维纸基功能材料制备技术
江南大学科技成果——高性能纤维纸基功能材料制备技术成果简介本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。
解决了高性能纤维纸基功能材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。
可提供高性能纤维纸基材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构材料及其复合材料等高新技术材料产品。
关键技术对于湿法抄造工艺来说，纤维能否均匀分散、湿法成型工艺和热压工艺是否合理是决定产品质量是否合格的重要因素。
本项目成果解决了高性能纤维纸基材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。
超高效碳纤维电磁屏蔽纸的制备创新地利用碳纤维、金属导电纤维这两种纤维的优势互补，保证成纸在拥有良好屏蔽效能的同时具有很好的机械性能和柔韧性。
性能良好的超高分子量聚乙烯纤维纸主要是采用纤维洗涤-超声预处理-疏解分散-分散剂分散工艺，通过预处理、添加助剂、成型和增强而制得。
采用聚酰亚胺纤维通过自有技术制备得到高性能的聚酰亚胺纤维绝缘纸等纸基功能材料。
采用碳纤维配用聚醚醚酮纤维制备纸基摩擦材料。
知识产权情况一种聚酰亚胺导电纸的制备方法，201610487328.X；一种超高分子量聚乙烯纤维纸的制备方法，201610921059.3；一种超高分子量聚乙烯纤维的预处理分散方法，201610920332.0；一种超高效碳纤维电磁屏蔽纸，201710204473.7；一种聚醚醚酮纤维纸及其制备方法，201710544478.4；一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，201710559878.2。
项目成熟度实验室试验和中试已完成，部分成果已经用于试生产。
投资期望及应用情况期望在碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、聚醚醚酮纤维技等高性能纤维共同进行技术开发或技术转让。
采用高性能纤维制备纸基功能材料和结构材料是航空航天、国防、高铁和电力电机等重要领域开发的一类产品，目前主要是日本、奥地利和美国等国家生产。
碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究
碳 纤 维是 经 过 １ ０ ～ｌ ０ ℃高温 碳化 制 得的 含碳 ３０ ６ ０ 量 高达 ９ ％以 上 的新 型碳材 料 ， 有密度 低 、 量高 、 ３ 具 模 强 度高等 突 出优 点…。 正是 因为碳 纤维具 有 以上优越 性
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能 ， 纤 维纸 基 功能材 料广 泛应 用于 防静 电材料 、 碳 电磁 屏 蔽材 料 、 面状 发 热 材 料 等领 域 。 特别 是高 纯度 的
２０１ ０
ＴＥＣＨ ＮｏＬｏ Ｙ Ｇ
Ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｆｃ ｔｏ ｏ ａ ｂｏ ｆｂ ｒ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｄｉｉａ ｉ ｎ ｆｃ ｒ ｎ ｅ ｉ ａ ｈｅｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｐｅ － ｓ ｄ ｎｄ ｔ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｓｐａ ｒｂａ ｅ －
ｆ ｕｎｃ ｉ ｎａ ａ ｅ ｉ ｌ ｔｏ ｌ ｍ ｔ ｒａ
ｏ ＨＡＮ ｎｊ Ｚ Ｏ ｕ ｎ ｓ ａ ， ＨＥ Ｋ — Ｙ Ｗｅ －ａ， ＨＡ Ｃｈ ａ — ｎ一 Ｃ Ｎ ｅｆ ， ＡＮＧ Ｒ ｎｄ ｎ １Ｙ ｉ ｈ ｕ ｅ — ａ ｇ， ＡＮＧ ｅ ．ｔｔ Ｋｅ ａ Ｆ ｉ Ｓａｅ ｙ Ｌ ｂ
２ 中 ２ 华纸－ 第３ １ 期 ２１年２ 卷第４ 。。 月
２ ０ ０１
ＴＥＣＨＮ ｏＬｏ ＧＹ
摘
要： 提 高碳纤维和所成纸 基功能材料 的性 能， 用一定浓度 的硝 酸对碳 纤维进行 了 为了 利 改性 。 利用Ｘ
射 线衍射 （ｌＤ、 描 电镜 （ Ｍ 等分 析手段 对 改 性后 碳 纤 维 进 行 分析 。 果 表 明： 着改性 的 进行 ， ｘｇ ）扫 Ｓ ） Ｅ 结 随 纤维
剂 的结 合 性 能 ， 于 提 高 碳 纤 维 纸 的 匀 度 和 强 度 有 重 要 对 作 用 。目前 碳 纤 维 改 性 的 方 法 主 要 有 气 相 氧 化 、 相 Ｊ液 氧 化 川 、 电化 学 氧 化 ”， 、 面 涂 层 处 理 表 、 离子 等 体 处 理 “ 等 方 法 。 文 探 讨 了 硝 酸 液 相 改 性 对 碳 纤 维 本 性 质及 碳 纤 维 纸 性 能 的 影 响 。
碳基纸基新材料
碳基纸基新材料碳基纸基新材料是一种新型功能材料，也称为碳纤维纸或碳化纤维纸。
它是由碳纤维和有机树脂制成的薄纸状材料，主要用于电子、电池、航空航天等领域。
碳基纸基新材料具有很多优点和特性。
首先，它具有非常好的导电性和导热性能，能耗低、效率高，适合用于制造电极材料。
其次，碳基纸基新材料具有很高的强度和刚度，重量轻，具有良好的机械性能，可以用于制造轻质复合材料。
此外，碳基纸基新材料还具有优异的耐热性和耐腐蚀性能，具有良好的稳定性和可靠性。
目前，碳基纸基新材料的应用范围非常广泛。
在电子领域中，它可以用于制造电极材料，电池隔膜等。
在航空航天领域中，它可以用于制造各种高温、高压的零部件，如热屏蔽材料、导热材料等。
在医疗领域中，它可以用于制造人工骨骼等。
此外，碳基纸基新材料还可以用于制造阻尼材料、电磁波屏蔽材料等。
虽然碳基纸基新材料在各个领域都有广泛的应用，但是它的制备过程相对较为困难。
制备碳基纸基新材料的主要过程包括纤维预处理、铺层成型、树脂浸渍、固化和高温热解等步骤。
首先，纤维预处理是制备碳基纸基新材料的关键步骤之一。
由于碳化纤维纸的性能和品质直接受纤维预处理工艺的影响，因此必须进行高质量的纤维预处理，以保证制备出的碳化纤维纸具有优异的物理机械性能和化学稳定性。
其次，铺层成型是将纤维铺在表面形成薄膜的过程，需要借助工具和设备精确控制纤维的铺放位置、厚度和密度，确保制备出的碳化纤维纸在性能上保持均匀性。
随后，树脂浸渍是将预处理过的碳化纤维纸通过涂覆、浸渍等方式加入一定的树脂材料，以提高其力学强度、硬度和耐久性，并固定其形状。
最后，固化和高温热解是将浸渍后的碳化纤维纸在高温下加热，压力下固化得到碳基纸基新材料的过程，其中高温热解是制备碳化纤维纸的关键步骤。
总之，碳基纸基新材料是一种具有广泛应用前景的新型功能材料，它的制备过程相对复杂，但制备出的碳化纤维纸具有良好的性能和广泛的应用领域。
随着科技进步的不断推进，碳基纸基新材料的应用前景将更加广阔，也将在未来的各个领域中起到更为重要的作用。
碳纤维功能材料在纸业应用中的研发现状与前景
口 资 助 项 目 ： 江 省 重 大科 技 计划 项 目 （ｏ２ ０ Ｃ １０ ）。 浙 Ｎ ．０ ７ １１ ６
２０１ ０
ＴＥＣＨ ＮｏＬｏＧＹ
响 了复合材料 的力学 性能 ， 限制 了碳 带 来 密 度 的 增 大 。 ｄ ｎｋ Ｒ ｉ Ｚ ｅ ａ ｍ－
纤维进行相 应的表面改性处 理。 维 表 而 包 覆 一 层 ＰＭ Ｍ Ａ， 究 发现 研
但 是 ， 碳 纤 维 复合 材 料 而 言 ， 对
摘
要： 绍了 纤维的特点， 前常用表面处理技术的方法原 介 碳 目
理和研究进展 ， 分析比较各种处理技 术对 复 合材料使 用性能的 影响。 综述 了 碳纤维作为新 能源和电化学材料、 电磁屏蔽材料、 导电发热和抗静 电材料、 环保 防护和吸 附分离功能材料等功能
Ｄ ，１Ｖ ，ｏ３ ｈ ａｕ ＆ ａｒ ｄ ｔ ｅ ２０ｏ １ ． Ｃｉ Ｐｌ Ｐ ｅｎｕｒ ７７ ｃ ０ ｌ Ｎ ２ ｎ ｐ ｐ Ｉ ｓｙ ３
关键 词 ： 纤 维 ； 面 性； 能材料 ； 纤维 纸 碳 表 功 碳
中图分类号： ７２ Ｔ ２ Ｓ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编号： ０ ２ １ ００２—０７ — ４ １ ７ ９ １ ２ １） ０ （ ３ ０ ７ ０
解 氧 化 法 、 相 氧 化 、 相 氧 化 和 液 气 引起 纤 维 的 变 化 。 ｎｇ Ｐｅ Ｈ ｅ 等 运
维纸 。
增 大 。
面 氧 化 法 、 面 涂 层 处 理 、 声 处 理 表 超 技术和 ｖ 线辐射处 理等。 射
苯 胺 包 覆碳 纤 维 ， 究 表 明在 渗滤 研 闽 值 以下， 这种 聚 合物 在 高频 （ ～ ０
２ 碳 纤 维 功 能 材 料 的 应 用
碳纤维如何增强复合材料的力学性能
碳纤维如何增强复合材料的⼒学性能2019-08-20摘要：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的应⽤范围进⼀步扩⼤，不难看出，这种材料因其较好的综合性能远远超越了单⼀组合的材料模式。
本⽂试图对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能进⾏深⼊的研究。
本⽂使⽤了简单概述，也采⽤了重点分析的研究策略，梳理了对研究对象的概述和主要的性能特点。
关键词：碳纤维；复合材料；⼒学性能本⽂以碳纤维增强热塑性树脂基复合材料为研究对象，对相关的概念和内容进⾏了梳理和总结。
其中概括了碳纤维的性质性能，对复合材料的概念进⾏了阐述，最后对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能作了详尽的分析说明。
1.关于碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的概述⑴复合材料的概念：⾯对传统、单⼀组分的材料已经难以满⾜现在应⽤需要的现实状况，开发研制新材料，是解决这个问题的根本途径。
运⽤对材料改性的⽅法，来改善材料的性能是可取的。
⽽材料改性的⽅法中，复合是最为常见的⼀种。
国际标准化组织对于复合材料的概念有明确的界定：复合材料是指由两种或两种以上不同化学性质和物理性质的物质组成的混合固体材料。
它的突出之处在于此复合材料的特定性能优于任⼀单独组分的性能。
⑵复合材料的分类简介：复合材料的有⼏种分类，这⾥不作⼀⼀介绍。
只介绍两种与本论⽂相关的类别划分。
如果以基体材料分类，复合材料有⾦属基复合材料；陶瓷基复合材料；碳基复合材料；⾼分⼦基复合材料。
本⽂讨论的是最后⼀种⾼分⼦基复合材料，它是以有机化合物包括热塑性树脂、热固性树脂、橡胶为基体制备的复合材料。
第⼆，如果按增强纤维的类别划分，就存在有机纤维复合材料、⽆机纤维复合材料、其他纤维复合材料。
其中本⽂讨论的对象属于⽆机纤维复合材料这⼀类别，因为碳纤维就是⽆机纤维复合材料的其中⼀种。
特别值得注意的是，当两种或两种以上的纤维同时增强⼀个基体，制备成的复合材料叫做混杂纤维复合材料。
实质上是两种或两种以上的单⼀纤维材料的互相复合，就成了复合材料的“复合材料”。
碳纤维的表面处理与成纸导电性能
粘结性能、润湿性能，也提高碳 纤维的化学稳定性。
屏蔽材料对电磁波进行屏蔽隔
碳纤维密度小，质量轻，导
解决碳纤维的分散性和结
离和损耗，是减轻电磁辐射污染
电性好，呈非磁性，具有屏蔽电
合性问题一般从以下几方面着
的有效途径。电磁波屏蔽的效能 （SE）是 由 吸 收 损 耗（A）、反 射 损 耗（R）和多次反射损耗（B）三部 分构成，即：SE=A+R+B (dB)
图 4 CPAM 对导电纸强度的影响 选用 CPAM 作为分散剂，考
察不同用量对碳纤维导电纸的 强度的影响。由图 4 分析可知： CPAM 用量 0.6%时纸张的抗张 指数和撕裂指数均最高，因此， 可以选择该用量为最佳值，进行 后续试验。 3.3 碳纤维比例的影响
为比较碳纤维配比对成纸 物理强度和导电性的影响，分别 加入碳纤维 1%、5%、10%、20% 至 50%，检测纸张的抗张指数、 撕裂指数和电阻。
由图 5 可知，碳纤维纸的抗 张指数随碳纤维含量的增加呈现 先增加后下降的趋势。碳纤维 含量小于 10％时，随着碳纤维含 量的提高，导电纸的抗张指数 由 29.51 N·m·g -1 提 高 至 33.04 N·m·g-1；当碳纤维含量大于 10％ 时，随碳纤维含量的增加抗张指 数开始下降。纸张的强度来源于 纤维间的结合力和纤维本身的 强度。碳纤维的物理强度显著高 于植物纤维，与植物纤维之间能 形成极少量的化学键合，当加入 少量的碳纤维时对纸张有增强 效果。但大量加入碳纤维后，阻 碍了纤维间的氢键结合，导致抗 张强度下降。这种现象在其他复 合纤维纸中也有类似现象。撕裂 指数表现出同样的趋势，但拐点 出现在碳纤维含量 30%时。
应基团，但这些活性基团数量极
辐射水平迅速增加，电磁波污染 引起的电磁干扰与电磁兼容问 题日益严重。电磁辐射会影响电 子设备的正常使用，造成信息的 泄露，对人们的健康带来危害[1]。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究
铸和缠绕等低成本制造工艺】，并对其力学性能、耐 热性和耐水性等性能进行了研究。
１实验部分
１．１ 实验原料 ＷＢＳ一３环氧树脂，无锡树脂厂；Ｔ一７００Ｓ碳纤维
单向布，南京玻纤研究院。
１．２实验仪器 ＮＤＪ一７９型旋转式黏度计，上海昌吉地质仪器有
限公司；２９１０型差示扫描量热分析仪，美国ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司；ＣＭＴ型万能实验机、ＺＢＣ－４型冲 击实验机，深圳新三思材料检测有限公司；Ｓ一５７０型 扫描电子显微镜（ＳＥＭ），日立公司；Ｑ８００型动态力 学分析（ＤＭＡ）仪，美国ＴＡ公司。
２．５复合材料的动态力学行为分析 由于材料的玻璃化转变、结晶、取向、交联和相
２．６复合材料的力学性能 ２．６．１ 复合材料的常温力学性能
复合材料的常温力学性能如表２所示。由表２
可知，Ｔ一７００Ｓ用ＢＳ一３复合材料具有很好的综合力
学性能。这是由于ＷＢＳ一３体系的黏度较低（不需要 加入溶剂来调节黏度），对纤维的浸润性较好，固化
时无小分子析出，也无气泡产生，故ＷＢＳ一３树脂与 纤维的界面粘接性能良好，表现为复合材料的综合 力学性能较好。另外，采用ＲＴＭ、缠绕成型和拉挤成 型等其他工艺同样能制备出性能优良的Ｔ一７００ｓ／ ＷＢＳ一３复合材料。 ２．６．２复合材料的高温力学性能
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２０
４０
６０
８０
１００
１２０
温度，℃
Ｆｉｇ．２
图２等遽升温条件下黏度一温度曲线 Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｖｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ ａｔ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
由图２可知，树脂在等速升温（２ ｏＣ／ｍｉｎ）过程 中，其黏度呈先降后升的趋势。如ＡＢ段（２０－６０℃） 黏度下降是由于混合物受热后分子运动加速所致； ＢＣ段（６０—１２０℃）黏度逐渐趋于恒定，其黏度小于 ８０ ｍＰａ·ｓ；ＣＤ段（大于１２０℃）黏度迅速升高，说明 此阶段已发生了ＥＰ的链增长反应。
纸基功能材料的研究进展
‘纸 基 功 能 材 料 ‘
纸 基 功 能 材 料 的 研 究 进 展
颜 鑫 王 习 文 （华 南 理 工 囤家 重点 实验 室 ，Ｊ 东 广 州 ，５１０６４０）
作 者 简 介 ： 颜 鑫 先 生 ， 在 读 硕 士 研 究 主 ； 主 要
Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ）ｏｆ Ｔｅｅｈｎｏｌｏｇ），Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，５ １ ０６４０） （￥Ｅ—ｍａｉｊ：ｗａｎｇｘｗ＠ ｓ‘ ｕＩ．ｔ￣ｃｌｕ．ｅｎ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐａｐｅｒ—ｂａｓｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｅｒｏｓｐａｃｅ，ａｕｔｏ ｍｏｂｉｌｅ，ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ， ｓｈｉｐ．ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｆｉｌｔｒａｔｉｏｔＣ ｓｅｐａｒａ— ｔｉｏｎ．ａｎｄ ＳＯ Ｏｉｌ． ｒｈｅ ｄｅｆｉｎｉ！ｉｏｎ ｏｆ’ｐａｐｅｒ—ｂａｓｅｄ ［＇ｕｎｅｔｉｏｎａｌ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｋｅｙ ｌｅｔ－ｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｆ ｌｌｔｕｒｅ ｔｉｅ— ｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｏｆ ｐａｐｅｒ—ｂａｓｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐａｐｅｒ—ｂａｓｅｄ ｍａｔｅ］。ｉａｌｓ； ｋｅｙ ｔｅｃｈｔｔｉｑｕｅｓ：ｄｅｖｅｌｏｌｎｌｌｅｌｌｔ
维 素材 料 与 技 术 及 纸 基 复 合 材 料
专 题 论 坛
主要 集 中体现 在 以下 ３大关 键技 术上 。 １．１ 分散 技术
良好 的 分散 ，是纸 幅 湿法抄 造 的必 要条 件 。所谓 的 良好分 散是 指 ：纤维 在 水介 质 中成为单 根纤 维 的分 散状 态 ，同时 纤 维 在 成 形 之 前 必 须 具 有 一 定 的 稳 定 性 。常采 用 图象 法来 判断 纤维 分 散状 态 ，结 果如 图 ２ 所示 。 由图 ２可 以看 出 ，图 ２ （ａ） 实 现 了单 根 纤 维 的 良好分 散 ，而 图 ２ （ｂ）仍 然 有纤 维 束 存 在 。纤 维 稳定性 是靠纤 维 的高 频微 湍动 获得 。纸 基功 能材 料常 用 的纤维 是各 种 高性 能纤 维如 合成纤 维 、碳 纤维 、矿 物纤 维 类 和 金 属 纤 维 等 …。针 对 不 同 的纤 维 在 确 定其 分散 工艺 和技 术 时应 充分 考虑 以下 几方 面 。
碳纤维环氧树脂复合材料的制备及性能研究ppt课件
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实验数据曲线
固化剂含量对环氧树脂复合材料力学性能的影响
图1 固化剂含量对纯环氧树脂抗压强度的影响 可编辑课件PPT
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致谢
感谢各位老师在百忙之中抽出时间对我的毕业设计进行答辩，您们 辛苦了！
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wt%），倒入环氧树脂烧杯中，均匀搅拌混合样品，常温下固化制得环氧树脂样品。
2、碳纤维/环氧树脂样品制备：
（1）称取所需质量的碳纤维备用，碳纤维含量分别为5 vol%、10 vol%、15 vol%、20
vol%。将碳纤维在丙酮溶液中超声分散。
（2）称取一定量的环氧树脂，并称取所需要的固化剂质量。
（3）将超声分散好的碳纤维加入用分散剂稀释好的环氧树脂中，用玻璃棒充分搅拌，动作
幅度要小，避免能产生气泡，搅拌均匀后，加入固化剂。倒入模具中常温固化，便于测试其力
学性能。
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3、加入改性碳纤维的环氧树脂样品的制备： （1）将碳纤维放置在箱式电阻炉中于在400 ℃下氧化处理30 min，冷却到室温后备用。
将碳纤维放置在偶联剂（即KH550）丙酮溶液中改性处理，偶联剂的质量分数分别为0.5 wt%、1.0 wt%、1.5 wt%、2.0 wt%。
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（3）纯环氧树脂材料在120℃发生变形，在220℃变形量达到0.85%，改性碳纤维/ 环氧树脂复合材料在160℃未发生明显变形，在220℃变形量仅为0.58%，这表明改 性碳纤维/环氧树脂复合材料的高温尺寸稳定性好。 （4）摩擦磨损实验表明：随着摩擦时间和外加载荷的增加，所有环氧树脂及其复合 材料的磨损量都增加。在加载为20 N，摩擦60 min后，纯环氧树脂的磨损量是10.3 mg，碳纤维/环氧树脂的磨损量是6.2 mg，改性碳纤维/环氧树脂的磨损量是2.7 mg。 这表明在相同载荷下，改性碳纤维/环氧树脂复合材料具有最小的质量损失，其耐磨 性最好。
粘胶基活性炭纤维及其改性研究
粘胶基活性炭纤维及其改性研究活性炭纤维（ＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒ，ＡＣＦ）是继粉状活性炭（ＰＡＣ）和颗粒活性炭（ＧＡＣ）之后发展起来的一种新型碳材料。
活性炭纤维可以按其原料的不同分类，较常见的有粘胶基、酚醛基、聚丙烯腈基和沥青基活性炭纤维，其他原料的有聚偏二氯乙烯、聚酰亚胺纤维、ＰＢＯ纤维、聚苯乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯（Ｓａｒａｎ）基、ＰＶＡ基、天然植物纤维基等系列的ＡＣＦ［１］，其产量以粘胶基最多。
粘胶基活性炭纤维的制备原料低廉，得率高，研制成功的最早，结构性能优良，是目前工业化生产和应用最广泛的炭纤维，因而具有及高的研究价值。
１结构特点１．１高比表面积粘胶基活性炭纤维的比表面积从９００－２０００ｍ２／ｇ，有巨大的伸缩空间，可以根据不同的需要进行制备。
１．２孔径均匀紊乱碳层堆叠的类石墨微晶结构，主要以微孔为主，９２％的孔径＜２ｎｍ［２］。
变化范围可以从０．２－２ｎｍ，含有少量的中孔，基本上没有大孔。
ＡＣＦ的微孔孔径，直接开口于表面［３］，比较一致。
１．３活性基团丰富粘胶基ＡＣＦ的主要成分是碳，此外还有少量的氧和氢等元素，为较纯的纤维素结构，纤维表面结构复杂，有类石墨或交联烃类的碳氢结构单元、羟基、醚基、羰基、羧基等［４］，具有含氮官能团是其应用在脱硫、脱氮领域的一个很重要的因素。
由于基团活性强，可以与多种物质发生反应。
２性能２．１吸附性能活性炭纤维微孔结构直接分布于固体表面，使吸附质分子不需穿过大孔、中孔而直接到达微孔的吸附部位，缩短了吸附行程，加快了吸附速率，使大量微孔得到了充分利用。
粘胶基活性炭纤维的吸附容量大，吸附层薄，吸附灵敏度高，在低浓度甚至痕量下，也可进行极其有效的吸附，吸附效率比活性炭高得多；再生容易，对乙醇的再生吸附率超过９５％［５］。
２．２电性能活性炭纤维孔道比较畅通，连接紧密，电阻低，极化性导电性好，适用于作电极材料，且具有耐热性强、热膨胀性低、化学性能稳定等优点，在一些电池或电器的电极生产中已经得到应用。
纸基功能材料的研究进展
纸基功能材料的研究进展作者：颜鑫王习文来源：《中国造纸》2018年第07期摘要：介绍了纸基功能材料的定义，并重点阐述了纸基功能材料制备过程中的3大关键技术和发展趋势。
目前，纸基功能材料已经广泛应用在航空航天、汽车、高铁、轮船、绝缘、过滤分离等领域，且随着未来科技的进步，纸基功能材料的发展前景更加光明。
关键词：纸基功能材料；关键技术；发展趋势中图分类号：TS76文献标识码：ADOI：1011980/jissn0254508X201807013Abstract：Paperbased functional materials are widely used in aerospace， auto mobile， high speed train， ship， insulation， filtration/separation， and so on The definition of paperbased functional materials was presented in this paper The three key techniques and the future development of paperbased functional materials were also introducedKey words：paperbased materials； key techniques； development图1纸基功能材料应用实例纸基功能材料（Paperbased materials）是以纤维为主要原料，采用造纸成形技术制备的新材料，其结构和性能完全不同于传统纸张，具有灵活可设计的结构和力学、光、电、磁、热、声性能[111]，纸基功能材料在国防军工、航空航天、游艇、高速列车等国家重大工程中有着广泛的应用，是战略性物资之一。
例如芳纶纸，可将其制备成蜂窝材料，已作为减重材料广泛应用于飞机、高铁和游艇。
纤维素改性研究进展
纤维素改性研究进展一、本文概述纤维素，作为一种广泛存在于自然界中的多糖，具有优良的生物相容性、可降解性和环保特性，因此在众多领域如造纸、纺织、食品、医药以及生物材料等方面都有着广泛的应用。
然而，纤维素本身的一些物理和化学性质限制了其在某些特定领域的应用，因此，对纤维素进行改性研究，以提高其性能并拓宽其应用范围，一直是科研工作者关注的热点。
本文旨在全面综述近年来纤维素改性研究的最新进展，包括改性方法、改性纤维素的性能及其在各个领域的应用。
文章首先介绍了纤维素的基本结构和性质，然后详细阐述了化学改性、物理改性和生物改性等主要改性方法，接着讨论了改性纤维素在造纸、纺织、食品、医药和生物材料等领域的应用现状，最后对纤维素改性研究的发展趋势和前景进行了展望。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的纤维素改性研究进展的参考。
二、纤维素改性方法纤维素作为一种天然高分子化合物，具有许多优良的性能，如良好的生物相容性、可降解性和环境友好性等。
然而，其固有的物理和化学性质，如亲水性、结晶性和热稳定性，限制了其在某些领域的应用。
因此，通过改性方法提高纤维素的性能，拓宽其应用范围，一直是科研领域的热点课题。
物理改性是一种简单而有效的改变纤维素性能的方法。
通过热处理、机械处理或高能辐射等手段，可以改变纤维素的结晶结构、形貌和分子链排列，从而改善其物理性能。
例如，热处理可以使纤维素分子链发生重排，提高其结晶度和热稳定性；而高能辐射则可以引发纤维素分子链的断裂和交联，形成新的功能基团。
化学改性是另一种广泛应用的纤维素改性方法。
通过引入化学试剂，如酸、碱、氧化剂或还原剂等，可以改变纤维素的化学结构和性质。
例如，酸处理可以使纤维素发生水解反应，生成低分子量的纤维素衍生物；而碱处理则可以破坏纤维素的结晶结构，增加其反应活性。
通过与有机化合物反应，还可以在纤维素分子链上引入特定的功能基团，如羟基、羧基、氨基等，从而赋予其新的性能。
碳纤维增强纸基摩擦材料的研究现状及进展
Ｆ ＥＩ Ｊ ｉ ｅ ，Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ — ｋ ｕ ｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ。Ｗ ＡＮＧ Ｗｅ ｎ — ｊ ｉ ｎ ｇ．ＹＡＮＧ Ｚ ｈ ａ ｏ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ．Ｘｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ２ １
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碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究⊙韩文佳1赵传山1,2陈克复1杨仁党1杨飞1（1.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室；华南理工大学广东省造纸技术与装备公共实验室，广州510640；2.山东轻工业学院制浆造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室，济南250353）A research on mod i cation of carbon ber and the p erformance as paper-based fu nctional material⊙H AN Wen -jia 1,ZHAO Chu an-shan 1,2,CHEN Ke-fu 1,Y A NG Ren-d ang 1,YANG Fei 1(1.State Key Lab of Pu lp and Pap er Engin eering ,Guangd ong Public Laboratory of Pap er Technology and Equipment,South Chin a University o f Techn olog y,Guang zh ou 510640,Chin a;2.Key Lab of Pap er Science and T ech nolog y of Ministry of Edu cation,Sh andong Institu te of Lig ht Ind ustry,Jinan 250353,Ch ina)碳纤维是经过1300～1600℃高温碳化制得的含碳量高达93%以上的新型碳材料，具有密度低、模量高、强度高等突出优点[1]。
正是因为碳纤维具有以上优越性能，碳纤维纸基功能材料广泛应用于防静电材料、电磁屏蔽材料、面状发热材料等领域[2～6]。
特别是高纯度的碳纤维纸基功能材料在新能源领域和化学材料领域都有广泛应用，例如燃料电池的气体扩散层电极目前主要材料是高纯度的碳纤维纸[7,8]。
碳纤维比表面积小，表面能低，具有很强的疏水性，造成碳纤维在水中较难分散，而且与胶黏剂结合较差，因此高纯度碳纤维纸面临纸页强度低且匀度差的问题。
通过改性来改变纤维化学惰性提高碳纤维的亲水性，从而有效地改善碳纤维的分散性能以及其与胶黏剂的结合性能，对于提高碳纤维纸的匀度和强度有重要作用。
目前碳纤维改性的方法主要有气相氧化[9]、液相氧化[10,11]、电化学氧化[12,13]、表面涂层处理[14,15]、等离子体处理[16]等方法。
本文探讨了硝酸液相改性对碳纤维性质及碳纤维纸性能的影响。
中图分类号:TS 722;T S 71+2文献标志码:A文章编号:1007-9211(2010)04-0022-05韩文佳，在读博士研究生；主要从事植物资源的高质化利用、加工纸及特种纸的研究工作。
利用未改性和改性的碳纤维在相同的成形条件下制得碳纤维纸，抗张指数按照国家标准进行检测。
1.2.4的碳纤维导电性能的检测导电性能是碳纤维纸非常重要的物理指标，实验中采用数字万用表对碳纤维纸的导电性进行了分析。
试样宽度为1.5c m ，长度为4c m ，有效测量长度为3cm ，待显示数值稳定后记录。
利用如下公式计算电阻率：ρ=R s/l =R w d /1式中：ρ—电阻率，ΩcmR —电阻，Ωw —宽度，cm d —厚度，cm l —长度，cm s —截面积，cm 2利用此参数的测量可以表征碳纤维纸在不同的成形条件下电阻率的变化。
的结果与讨论1的实验1.1的原料及仪器实验原料：聚丙烯腈碳纤维（日本T o r a y 公司）；聚氧化乙烯:工业级；硝酸溶液：浓度为65%，分析纯。
实验仪器：P T I 纸页快速成形器:H EL A N ；扫描电镜；X 射线衍射分析仪；高倍生物显微镜；超声波洗涤器（型号KQ2200）；数字万用表（DT 9205B ）。
1.2的实验方法1.2.1的碳纤维的改性利用一定浓度的硝酸在冷凝回流装置中对碳纤维进行改性，改性温度选用30℃、60℃、90℃，改性时间为30m i n 、60m i n 、90m i n 、120m i n 、150m i n ，改性结束后加碱中和剩余的酸，然后反复洗涤，将纤维干燥待用。
1.2.2的碳纤维润湿性能的检测分散时间法：取0.1g 碳纤维在超声波作用下分散在500m l 水中，记录至纤维完全分散需要的时间。
3的碳纤维纸基材料强度性能测试摘要：为了提高碳纤维和所成纸基功能材料的性能，利用一定浓度的硝酸对碳纤维进行了改性。
利用X 射线衍射(XRD )、扫描电镜（SEM ）等分析手段对改性后碳纤维进行分析。
结果表明：随着改性的进行，纤维亲水性明显提高，碳纤维在水中的分散性得到改善；碳纤维的石墨特征几乎没有变化，但观察到纤维表面受到明显的侵蚀。
对纸基功能材料的物理检测结果表明：随着改性时间延长和温度的提高，碳纤维纸的匀度得到明显的改善，抗张指数呈先增加后降低的趋势，电阻率呈逐渐增大的趋势。
综合考虑纤维改性效果和碳纤维纸性能的变化，确定最佳改性温度为60℃，改性时间为90min ，此时碳纤维纸的抗张指数为14.2N m /g ，电阻率为0.153Ω.cm 。
关键词：碳纤维；改性；功能材料；抗张指数；电阻率A b str act:Carb on b er w as mod i ed w ith n itric acid in ord er to imp rov e th e p rop er ties of carb o n b er an d p ap er-based fu n ction a l mater ia ls.Mod i ed carb on b er w as an alyzed by th e X-ray d iffractio n p atter n ,th e SEM an d o ther meth od s.Resu lts sho w th at th e h yd ro p h ilicity an d d isp ersion in w ater of b er are sign i ca ntly imp ro ved after mo d i catio n.Th e g rap h ite ch ar acteristic of carb on b er ch a ng es little w h ile seriou s cor rosio n o ccu rs on th e su r face of b er.T he p hy sical p r op erties of p ap er -b ased fu n ctio na l materials wer e tested.Th e resu lt sho w th at th e resistiv ity in cr eases w ith th e in crease o f the mod i catio n time an d tem per atu re.It w as also fou n d th at the ten sile in d ex in cr eases rst,an d th en d ecrea ses an d th e carb on pap er ’s fo rmation is obv iou sly imp rov ed.Wh en th e effect of mod i cation an d p erform an ce o f carb on b er p ap er are co n sid ered ,its op tim al mod i cation con d itio n s are th at th e mo d i cation time 90min an d temp eratu re 60℃.In th ese con d ition s,th e ten sile in d ex an d r esistiv ity of carb on b er p ap er ar e 14.2N m/g an d 0.153Ωcm r esp ectively .K ey w or d s:carb on b er;mod i cation ;fu nctio n al material;ten sile in dex;r esistiv ity21.2.度分散5m i n 后，用数码相机记录纤维在水中的分散情况。
可以看出，改性前纤维在水中具有很强的疏水性，改性后纤维的亲水性提高，纤维能在一定搅拌作用的情况下分散成单根纤维的形式，纤维在水中的分散效果明显改善。
2.1.2的碳纤维表面形态的变化碳纤维在60℃条件下，利用一定浓度的硝酸分别处理30m i n 、60m i n 、90m i n 、120m i n ，利用扫描电镜对纤维表面形态进行记录，如图4～图7所示。
由图4电镜照片可以看出，碳纤维改性前的表面非常均匀，表面光滑；由图5～图7可以看出，硝酸的液相改性在一定程度上侵蚀了纤维表面，随着改性时间的延长，纤维表面受到的侵蚀作用越来越明显，这样很大程度上提高了碳纤维表面的亲水性、比表面积，从而改善了碳纤维的分散性能。
由处理120m i n 的碳纤维电镜照片可以看出，纤维受到的侵蚀作用已经非常明显，纤维出现多处开裂，会导致纤维本身强度以及其他性能的严重损失，可能会影响碳纤维纸的强度性能和其他性能，因此60℃的条件下改性时间也不宜过长。
结合碳纤维改性后分散性的变化，确定最佳的改性条件为60℃、改性时间90m i n 。
2.1.3的碳纤维结构的变化图8为在60℃的条件下液相氧化改性90m i n 后与未改性的碳纤维，通过X 衍射表征碳纤维结构的变化。
由图8可知，未改性和改性后的碳纤维的衍射峰都基本呈明显石墨晶体特性，但改性后特征衍射峰强度明显变小[8]，长时间的反应可能会导致石墨结构发生严重变化影响碳纤维的强度。
因此，用硝酸改性碳纤维的反应时间不宜太长，温度不宜太高。
2.2的碳纤维改性对纤维成纸性能的影响2.2.1的碳纤维纸匀度的变化以改性前后的碳纤维分别抄得定量为30g/m 2的碳纤维纸，图9和图10为生物显微镜观察到的纸页结构。
从图9、图10的显微镜照片中可以观察到，未改性碳纤维在纸页中呈较大纤维束的形式存在，改性后纤维束明显减少，纸页匀度明显改善。
2.2.2的改性对碳纤维纸强度的影响采用改性前后的碳纤维抄造碳纤维纸，研究碳纤维的改性对碳纤维纸强度的影响。
在添加一定量的分散剂和胶黏剂的条件下，分别抄造定量为6的纸页，2.1的碳纤维改性对纤维性质的影响2.1.1的碳纤维亲水性能的变化利用一定浓度的硝酸在不同的温度和时间的条件下进行改性，图1是改性后一定量的碳纤维分散至均匀所需时间的变化趋势。