热固性碳纤维虽然是当下碳纤维复合资料中使用最为广泛的一种，但其自身的功能上限却并不出众，自身脆性较大、抗冲击性较弱、耐高温能力一般，加之无法收回和重塑，因而资料界才会将目光转移到更全面的热塑性碳纤维上。不过热塑性碳纤维的制备并不容易，热塑性树脂粘度大、滋润作用差的问题一天不处理，批量生产就无法得以完成。本文将探讨多壁碳纳米管在碳纤维复合资料，尤其是热塑性碳纤维复合资料中是否具有必定的促进和改善作用。

多壁碳纳米管天然生成与热塑性树脂不契合

多壁碳纳米管（MWCNT）现在现已被证明，可使用于进步热固性碳纤维（CFRP）的机械功能，包括抗冲击性、 开裂韧性和层间剪切强度（ILSS），制作计划也相对简略，只要将多壁碳纳米管（MWCNT）掺入热固性碳纤维中，构成必定的混合物。但这种掺入的方法并不是适用于为热塑性碳纤维复合资料，这是因为热塑性树脂自身具有较高的粘度和较低的外表自由能，多壁碳纳米管的简略混入会导致分散不均匀，反而提高了热塑性树脂的粘度，而下降了碳纤维和热塑性树脂基体的浸渍与界面结合，反而会影响热塑性碳纤维复合资料全体的机械功能。

那是否阐明多壁碳纳米管就与热塑性碳纤维无缘了呢？其实不然，对于功能上或许有所抵触的两种资料，经过正确的加工处理方法，或许能够让不或许变为或许，让热塑性碳纤维复合资料的功能得到提高，一起为日后的批量制备带来起色。已然多壁碳纳米管与热塑性树脂锲合度不高，那将之与碳纤维进行结合，或许能够处理以上的问题。

多壁碳纳米管锚定碳纤维，可提高抗冲击性和层间剪切强度

有国外研讨团队开发了可大规模生产的多壁碳纳米管锚定碳纤维，并将其作为热塑性碳纤维复合资料（CFRTP）的新型结合物使用方法。 研讨中别离经过酸处理和火焰处理在多壁碳纳米管和碳纤维上引入官能团，并经过偶联剂的酯化反应固定，得到锚定多壁碳纳米管的碳纤维，再与热塑性树脂（PA6）交融，构成的新型热塑性碳纤维复合资料，经过各项试验，测定的数据中证明，其抗冲击性和层间剪切强度均得到了必定的提高。

1、多壁碳纳米管锚定碳纤维：试验选用T700碳纤维、聚酰胺（PA6）和直径20-30nm、长度10-30μm的多壁碳纳米管，碳纤维上原先的上浆剂经过火焰处理进行退浆，然后将火焰处理后的碳织物浸入0.5wt.％的环氧基封端的硅烷偶联剂水溶液中，再将涂有硅烷偶联剂的碳织物在对流烘箱中于120℃下干燥2小时。整个过程便是经过将涂覆有偶联剂的碳织物浸入分散有多壁碳纳米管的水中来制备多壁碳纳米管锚定的碳织物。

2、多项比照检验：原始的碳纤维、多壁碳纳米管锚定后的碳纤维（多种浓度，包括1wt.%、2wt.%、3wt/%、4wt.%和5wt.%），原始的聚酰胺和与多壁碳纳米管混合后的聚酰胺，将以上4类素材进行屡次横向和纵向比照，经过数据成果来获取正确的结论。

a、添加多壁碳纳米管前后的功能比照

b、混入和锚定这2种方法提高复合资料机械功能的作用比照

c、不同浓度多壁碳纳米管锚定方法后，提高的机械功能作用比照

3、试验成果显现：

a、抗拉强度：无添加、混入多壁碳纳米管和锚定碳纳米管的CF/PA6的抗拉强度和模量别离约为1100MPa和50GPa,期间跟着多壁碳纳米管的浓度产生轻微的动摇，但相差不大。而经过应力应变曲线（S-S曲线）和失效形式之间的差异能够推断出，多壁碳纳米管锚定的CF/PA6的层间剪切强度有所提高。

b、层间剪切强度：混入多壁碳纳米管的CF/PA6的层间剪切强度（ILSS）从原先的35MPa下降至28MPa,这是多壁碳纳米管混入后提高了树脂粘度，下降了滋润作用的原因导致，而跟着混入浓度的提高，层间剪切强度的改变几乎没有改变。锚定碳纳米管的CF/PA6的层间剪切强度，跟着浓度的提高而提高，随后会出现下降，别离为46.7MPa（1wt.%）、40MPa（2wt.%和3wt.%）、24MPa（4wt.%）。锚定多壁碳纳米管后的CF/PA6，外表的偶联剂层从碳纤维上剥离，构成了机械和化学联锁浓度为1wt.%，层间剪切强度到达高峰，峰值46.7MPa,跟着浓度的提高，碳纤维和偶联剂层之间也产生分层，层间剪切强度下降至24MPa.

c、抗冲击强度：无添加的CF/PA6的抗冲击强度为191kJ/m2，混入多壁碳纳米管的CF/PA6的抗冲击强度跟着浓度的提高而上升，在3wt.%时到达的高峰，峰值为231kJ/m2，后续浓度提高，抗冲击强度没有明显的改变。锚定多壁碳纳米管的CF/PA6的抗冲击强度跟着浓度的提高先上升后下降，别离为300kJ/m2（1wt.%）、310kJ/m2（2wt.%）、356kJ/m2（3wt.%）、265kJ/m2（4wt.%），在3wt.%浓度时到达高峰，峰值356kJ/m2，浓度提高开裂形式从脱粘转变为PA6基体开裂，导致抗冲击强度回落。

经过多项重复试验、横向与纵向比照，发现多壁碳纳米管混入热塑性基体，并不能提高层间剪切强度和抗冲击性，反而起到拉低的作用；而多壁碳纳米管锚定碳纤维后制备的热塑性碳纤维复合资料，在层间剪切强度和抗冲击性上的提高作用显着，但条件是需要找到合适的浓度，否则同样会受到必定的负面影响。

热塑性碳纤维复合资料或许是下一个阶段发展的要点，不管是从热塑性树脂滋润作用自身，仍是从碳纤维界面处理等视点，这些检验的初衷都是为了改善现在批量制备热塑性碳纤维难度较高的现状。开元游戏大厅app新资料从事碳纤维行业现已超越10年，深入体会到其中的艰苦和不易，只有不断的测验和批改，才能生产出功能更好的碳纤维复合资料及对应的碳纤维制品。