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碳纤维增强含酯键环氧树脂基复合材料的化学降解与回收 被引量：4
1
作者 张洋 张隽爽 +2 位作者 马崇攀 孙忠霄 王宇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期5026-5034,共9页
随着环氧树脂基碳纤维复合材料的广泛应用,其废旧产品的回收成为低碳发展的重要问题。采用GC-MS、FTIR、XPS、SEM等表征方法研究了含酯键的环氧树脂基碳纤维复合材料的树脂降解机制及降解过程对回收碳纤维结构和性能的影响。研究结果表... 随着环氧树脂基碳纤维复合材料的广泛应用,其废旧产品的回收成为低碳发展的重要问题。采用GC-MS、FTIR、XPS、SEM等表征方法研究了含酯键的环氧树脂基碳纤维复合材料的树脂降解机制及降解过程对回收碳纤维结构和性能的影响。研究结果表明:在苯甲醇用量120 mL、质量比W(NaOH)∶W(ZnCl_(2))=1∶1和降解温度190℃的前提下,最佳降解时间为1 h,较优的降解配方为NaOH和树脂均为1 g。降解得到的产物静置分层,上层清液的苯甲醇含量达99%;环氧树脂的降解机制为苯甲醇在碱性环境下电离生成苄氧基,苄氧基进攻环氧树脂中的酯键,发生酯交换反应,使酯键断裂实现降解,生成苯甲醇酯及醇阴离子,苯甲醇酯在碱性环境下发生皂化反应重新生成苯甲醇,酯交换反应和皂化反应重复进行,直至最终降解完成;回收碳纤维与原始碳纤维的表面O/C、表面光洁程度均在一个水平,回收碳纤维的强度保留率达97%。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 降解回收 含酯键的环氧树脂 循环利用 碱性环境
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酸碱电解质对碳纤维表面电化学活化的影响
2
作者 马崇攀 张洋 +2 位作者 孙忠霄 刘云芳 王宇 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期637-644,共8页
以超高惰性表面沥青基碳纤维为研究对象,采用XPS、Raman光谱、动态接触角、单丝拉伸强度和层间剪切强度(ILSS)等方法考察了H_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3)电解质对碳纤维表面电化学活化的影响。实验结果表明,以1%(w)的H_(2)SO_(4)为电解质... 以超高惰性表面沥青基碳纤维为研究对象,采用XPS、Raman光谱、动态接触角、单丝拉伸强度和层间剪切强度(ILSS)等方法考察了H_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3)电解质对碳纤维表面电化学活化的影响。实验结果表明,以1%(w)的H_(2)SO_(4)为电解质时最优电流强度为1 A,碳纤维的拉伸强度保留率为86%,ILSS为39.7 MPa,较未处理碳纤维提高了64%;以4%(w)的NH_(4)HCO_(3)为电解质时最优电流强度为2 A,处理后碳纤维的单丝拉伸强度不变,ILSS为39.3 MPa。受酸碱环境电解产生活性氧的机理影响,以NH_(4)HCO_(3)为电解质时,活性氧产生速率相对较慢,氧化环境相对温和,碳纤维表面受损较弱,力学性能保留率较高。 展开更多
关键词 碳纤维 电解质 表面活化 酸碱介质
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碳纤维表面物理结构对树脂浸润性的影响 被引量：1
3
作者 谈昆伦 司钟雨 +3 位作者 孙忠霄 谈源 阮如玉 王宇 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期650-656,共7页
通过自由基溶液聚合,实验室自制了表面沟槽结构不同的碳纤维,采用XPS,SEM等方法表征了碳纤维的结构,利用动态接触角考察了碳纤维环氧树脂的浸润性,研究了碳纤维沟槽结构与树脂浸润性的关系。实验结果表明,随制备过程中凝固温度的降低,... 通过自由基溶液聚合,实验室自制了表面沟槽结构不同的碳纤维,采用XPS,SEM等方法表征了碳纤维的结构,利用动态接触角考察了碳纤维环氧树脂的浸润性,研究了碳纤维沟槽结构与树脂浸润性的关系。实验结果表明,随制备过程中凝固温度的降低,碳纤维试样表面由浅而窄的小沟槽转变为宽而深的大沟槽,纤维截面轮廓长度增加,沟槽个数减少。上浆会使碳纤维的沟槽深度、沟槽宽度和截面轮廓长度增大,而对沟槽个数没有影响;碳纤维的沟槽结构差异对上浆后碳纤维的表面元素含量没有影响。碳纤维表面深而宽的沟槽使其截面轮廓长度增加,碳纤维树脂的接触角变小,环氧树脂的浸润性较好。 展开更多
关键词 碳纤维 表面沟槽结构 树脂 浸润性 动态接触角
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T700级碳纤维的树脂浸润性比较分析
4
作者 孙忠霄 谈昆伦 +3 位作者 谈源 王智新 阮如玉 王宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期117-120,125,共5页
采用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和动态接触角等方法对比解析了TZ700S、SYT49、HF30S、ZT7H和T700S这5个牌号的T700级碳纤维的表截面理化结构及其对碳纤维的环氧树脂浸润性的影响。结果表明:5种碳纤维的截面形貌均为近圆形,仅ZT7H... 采用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和动态接触角等方法对比解析了TZ700S、SYT49、HF30S、ZT7H和T700S这5个牌号的T700级碳纤维的表截面理化结构及其对碳纤维的环氧树脂浸润性的影响。结果表明:5种碳纤维的截面形貌均为近圆形,仅ZT7H的表面具有沟槽结构、其余4种均为光洁表面;表面O/C值的大小排序为CF_(SYT49)>CF_(HF30S)>CF_(TZ-700S)>CF_(T700S)>CF_(ZT7H),分布在0.267~0.289之间;在60℃下的E51环氧树脂/酸酐固化剂体系的动态前进角大小为CF_(SYT49)<CF_(HF30S)<CF_(TZ-700S)<CF_(ZT7H)<CF_(T700S),接触角分布在63.51°~66.52°之间,4种国产T700级碳纤维表现出较日本东丽公司T700S碳纤维更小的接触角,树脂的浸润性更优。 展开更多
关键词 T700 碳纤维 树脂 浸润性 动态接触角
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