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碳纤维增强不饱和聚酯（CF/UPR）基复合材料以质量轻、强度高、价格低廉和固化速度快等优点,在轨道交通、风力发电、建筑材料和农村化粪池等领域广泛应用。目前国内绝大多数碳纤维生产企业在碳纤维生产上浆的过程中几乎都采用环氧树脂型上浆剂,由于固化机理不同导致上浆后的碳纤维与其它类型的树脂,如不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等之间不能形成有效的交联,使得纤维与树脂的界面结合能力变差。本课题为了提高碳纤维与不饱和聚酯树脂之间的界面结合能力,研发制备了一款新型的聚酯型碳纤维上浆剂。为了合成可以自乳化的上浆剂,首先利用缩聚反应合成端羧基的线性不饱和聚酯,随后加入环氧树脂和催化剂合成多羟基线性不饱和聚酯,以方便进一步对分子结构进行改性和修饰,接下来加入甲基四氢苯酐对产物进一步羧基化在分子链中引入亲水基团羧基,最后加入三乙胺和去离子水中和羧基即可得到聚酯型碳纤维上浆剂。对合成过程中的上浆剂分子链段结构的不同对上浆剂乳液性能的影响进行了分析研究。其中当采用脂肪族的己二酸、新戊二醇和马来酸酐作为原料时合成的上浆剂乳液最为稳定,乳液粒径大小约为152 nm左右,粒径分布PDI约为0.157,Zeta电位为-52.88 mV,表面张力为33.1 mN/m。在上述羧基化的分子结构中引入正硅酸乙酯（TEOS）,所加入的TEOS在羧基存在的情况下会发生水解反应,随后加入三乙胺和去离子水中和羧基,即可得到原位合成纳米SiO2增强聚酯型上浆剂,考察了TEOS添加量对上浆剂性能的影响,研究结果表明当TEOS添加量为5 wt.%时,乳液具有较好的储存稳定性。将合成的上浆剂稀释后对碳纤维进行上浆处理,通过SEM、EDS、视频动态接触角测量仪对上浆前后碳纤维的表面形貌、元素分析和表面能进行了测试分析。结果表明上浆后碳纤维表面由于生产工艺原因而遗留下来的凹槽得到了有效的填充,纤维表面含胶量均匀,与未上浆碳纤维相比纤维表面O元素含量增加,当采用含有SiO2改性的上浆剂上浆后纤维表面增加了Si元素,通过SEM可以观察到碳纤维表面有SiO2突起,有利于与树脂之间发生机械啮合作用,进而提高CF/UPR复合材料的界面结合强度。采用万能拉伸试验机对单向CF/UPR复合材料的ILSS进行了测试,结果表明采用己二酸、新戊二醇和马来酸酐合成的上浆剂上浆后的CF/UPR复合材料的ILSS最高,较环氧树脂型上浆剂上浆后的CF/UPR提高42%。对于原位合成SiO2改性聚酯型碳纤维上浆剂中,当TEOS添加量为5 wt.%时,对复合材料的ILSS提高最明显,同比环氧型上浆剂上浆后的复合材料可以提高91%。