碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响.pdfVIP

第4O卷第6期北京化工大学学报(自然科学版)Vo1．40，No．6

2013芷JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)2013

碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶

复合材料性能的影响

段红英迟伟东刘云芳邢冠楠岳冬梅邹华张立群

(北京化工大学材料科学与工程学院碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京100029)

摘要：以分别经Ot．氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、浓硝酸、浓硝酸一KH550处理的短切碳纤维作为功能组分，制

备室温硫化硅橡胶复合材料，研究了碳纤维处理方法对复合材料的力学性能、热性能和烧蚀性能的影响。结果表

明，添加经浓硝酸一KH550连续处理碳纤维时，复合材料的性能最好；性能最佳复合材料的拉伸强度和撕裂强度分

别为4．0MPa和20．3kN／m，起始分解温度提高到509．3℃，而线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低至0．148ram／s和

0．062r,／8,。

关键词：复合材料；室温硫化硅橡胶；短切碳纤维；表面处理

中圈分类号：TB332

为RTV硅橡胶的补强填料，研究了碳纤维的表面处

引言

理方法对复合材料力学性能、热性能和耐烧蚀性能

硅橡胶按硫化温度可分为高温硫化硅橡胶和室的影响。

温硫化(RTV)硅橡胶…。其中，RTV硅橡胶因使用

1实验部分

方便、成型简易已广泛应用于航空航天、建筑、电子

电器等生产生活领域。未经改性的RTV硅橡胶强1．1实验原料

度很低，耐热性与热稳定性也很不理想，因此需对室温硫化甲基硅橡胶，正硅酸乙酯，二月桂酸二

RTV硅橡胶进行改性以提高其使用性能。如利用丁基锡，一氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，工业级，

硅氮化合物做为交联剂，避免催化剂的使用，可提高上海树脂厂；4—7mm短切碳纤维(I300)，经上浆处

硅橡胶的热稳定性；在硅橡胶主链中引入环二硅理，未经表面氧化，工业级，兰州碳素厂；浓硝酸，分

氮烷改变生胶结构，则可阻止分子链的成环降解，从析纯，北京化工厂。，

而提高橡胶的耐热性；在RTV硅橡胶中加人纳米1．2制备方法

碳酸钙¨】、碳纳米管、石墨烯、二氧化锡金属氧

1．2．1碳纤维的表面处理’

化物]、白炭黑等填料也是提高其性能的有效手

短切碳纤维先采用索氏提取法，用丙酮清洗l0

段。其中，碳纤维由于具有优异的力学性能、耐高温

h，然后烘干备用。碳纤维的表面处理采用3种方

性、耐腐蚀性和导电性等特点，是·种综合性能较好

式：1)将清洗的碳纤维在质量分数为2％的KH550

的补强填料，而未处理的碳纤维表面呈惰性，与基体

溶液(pH=10)中浸泡4h，然后清洗至中性后烘干；

的黏结性不佳。利用气相氧化法、液相氧化法等不

2)向50mL浓硝酸中加入1g碳纤维，在100℃的恒

同方法对碳纤维进行表面处理可改善其表面的惰

温水浴中处理2