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1. 研究目的与意义（文献综述）
碳纤维增强热塑性复合材料是以碳纤维为增强材料，并以热塑性工程塑料为基体制备而成的复合材料。在热塑性工程塑料中，尼龙具有良好的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐磨损和耐热性且易加工，特别适用于纤维的增强改性。碳纤维增强尼龙复合材料所具备的可循环性、可回收、可重复利用和对环境无污染的特性也同时迎合了当今材料环保的发展方向，是未来塑料工业应用的趋势。
碳纤维(cf)是一种耐高温、耐摩擦、导热导电性良好且高强度高模量的新型纤维材料。碳纤维具备高抗拉力及纤维柔软可加工性可以以织物、连续或者短切的形式用于复合材料中。尼龙11分子链中的亚甲基链较长，酰胺基密度低，兼有尼龙66和聚烯烃的性质，吸水率较低，具有良好的尺寸稳定性、良好的耐低温冲击性能以及很好的抗腐蚀性。其不仅具有优良的物理及化学性能，而且是一种极为稀少的铁电高分子材料，具有优异的压电性能。尼龙11的应用领域极为广泛，可用于制造耐磨纤维、绝缘电缆护套、军械器件等。尼龙11虽然表现出优异的力学性能，但是与金属的力学强度相比仍然差距很大。在尼龙11基体中加入cf这一增强填料，不仅能够使复合材料的力学性能有较大的提升，同时由于cf质轻，可以使材料实现明显的减重效果。因此，cf增强pa11复合材料可应用于各个领域。
由于cf边缘活性元素基团较少、表面能低，表现为惰性，并且比表面积小、接触角大，与高分子树脂尤其是热塑性树脂之间界面性能较差，不能充分发挥cf的增强效果。因此，改善cf与树脂之间的界面性能是当下急需解决的问题。目前常用氧化法、等离子体法、表面涂层、电化学改性和化学接枝等方式对碳纤维进行表面改性。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
鉴于碳纤维具有较好的机械性能，在应用领域中常以复合材料的形式使用，本设计就改性碳纤维增强尼龙11复合材料具体进行以下研究：
材料制备：采用了连续的改性路线：退浆，氧化和硅烷偶联剂处理，通过退浆去除表面上浆剂后，氧化在碳纤维表面引入含氧官能团，硅烷偶联剂处理后进而改善碳纤维与pa11之间的浸润性，进而提高纤维表面与基体之间的机械嵌锁力和化学键合力，提高复合材料的机械强度。将改性碳纤维与pa11基体经高速混合机混合后热压成型得到样片。
3. 研究计划与安排
第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第5－9周：按照设计方案，对碳纤维进行表面改性，由sem等对其微观结构及性能进行表征。
第10－12周：制备改性碳纤维/pa11复合材料，对其微观形貌与结构、力学性能、导热性能及介电性能进行表征。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]宋薇.碳纤维表面处理及其增强环氧树脂复合材料界面性能研究[d].苏州大学, 2011.
[2]陈平,陆春,于祺,李俊燕.纤维增强热塑性树脂基复合材料界面研究进展[j].材料科学与工艺,2007(05):665-669.
[3]水兴瑶.应用于热塑性基体的碳纤维水性上浆剂的制备及性能研宄[d].浙江理工大学,2016.
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