1. 研究目的与意义（文献综述）

新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中复合材料,特别是先进复合材料在新材料技术领域占有重要的地位,对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化,起到了至关重要的作用,因此近年来倍受重视。碳纤维增强热塑性塑料是碳纤维复合材料中的一个重要分支,由于其性能优异,近年来这种材料的用途及产量逐步扩大。热塑性树脂基碳纤维复合材料发展很快,有很多优点,如韧性高、耐破坏性好、加工成型性好,可一次成型复杂形状的部件或制品无储存期、成型周期短制品成本低等，所有这些进步都使得碳纤维增强热塑性复合材料的应用领域更加扩大。pa6 熔体粘度远高于热固性基体成型粘度，cf体积分数超过40%，pa6 对 cff 丝束内部的浸润性差，易造成孔隙缺陷，通过纤维改性尼龙能大大提高尼龙的耐酸碱性和物理性能，使其适用范围更广，因此研究纤维增强尼龙的工艺具有十分重要的意义，本课题将对此展开研究。

目前国外生产碳纤维增强尼龙复合材料，基体主要用的是尼龙6和尼龙66，增强材料一开始用的是短纤维，长度为0.2~0.4mm，但后来发现在该产品中，由于纤维太小，应力在基体与增强材料之间不能很好地传递，降低了材料的力学性能，限制了材料的使用；后来就换成长纤维作为增强材料，在长纤维增强尼龙复合材料中，长纤维之间形成了三维网络状结构，提高了应力在基体与增强材料间传递的效率，大大提高了材料的力学性能；在现在，碳纤维织物在纤维增强尼龙的生产中的使用逐渐增多，但是当纤维含量大于40%时，由于尼龙的粘度太大，使得纤维不能很好地被浸润，导致力学性能太低。jq.irob等人对碳纤维进行表面电聚合处理，使碳纤维的表面自由能提高了40%，使得碳纤维在尼龙基体中更容易被浸润；s.j.park和b.j.kim等人用不同浓度的臭氧对cf进行不同时间的处理，最终发现该方法处理过的cf上的含氧基团粘在碳纤维表面，提高了cf的粘结力。美国wilson-fiberfil国际公司的碳纤维增强尼龙66，纤维含量达40%，弯曲强度为2758mpa，拉伸强度达到31702mpa。

在国内，王军祥等人碳纤维填充尼龙的方法制备的复合材料具有更高的拉伸强度，表面硬度，耐磨性；李春华等人采用双螺杆挤出制备纤维增强尼龙材料，并研究了该材料的微观结构，测试其力学性能，发现cf与pa6结合得很好，形成了良好的界面，拉伸强度提高了33%；郑立允，赵立新等人通过液相氧化法处理cf从而增加纤维表面的粗糙度，增加了表面含氧官能团的含量，提高了增强材料与基体的结合强度，使得制成的纤维增强尼龙材料有更好的力学性能；葛世荣等用碳纤维填充尼龙 1010制备出了碳纤维增强尼龙复合材料，并对其力学性能进行了实验研究 ，结果表明:碳纤维的加入使尼龙复合材料的拉伸强度、表面硬度增大，碳纤维增强尼龙材料的拉伸强度在碳纤维含量为 20% 时达到最大值; 碳纤维表面处理对尼龙复合材料的拉伸强度有很大影响，碳纤维表面氧化处理提高了碳纤维增强尼龙复合材料的拉伸强度；李丽等研究发现碳纤维增强 pa66、pa610 后，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度都成倍的增加，pa66 同pa610相比其力学性质的提高更为显著．除冲击强度略降低外，其中弯曲强度提高近 2 倍，拉伸强度提高 l4 倍。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容：

1）尼龙的选择：基体材料选尼龙6；
2）碳纤维的表面处理：电晕法处理；
3）纤维增强尼龙6的制备：拉挤工艺

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅纤维增强尼龙工艺性研究的相关文献，了解碳纤维的表面处理方法和拉挤工艺，确定方案，完成开题报告。

第4-12周：通过拉挤工艺制备了碳纤维增强尼龙6复合材料，是否对碳纤维进行表面处理对 cff/pa6复合材料结构与性能的影响，并建立了优化成型工艺。

第13-14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]徐英凯,朱姝,袁象恺,张铠，张照，吴玉霞，余木火.纺织结构碳纤维增强尼龙( cff /pa6)复合材料的模压成型工艺.塑料工业.2015,7

[2]吴玉霞，朱姝，徐英凯，景鹏展，余木火，詹亚歌，杨洋.纺织结构碳纤维增强尼龙基复合材料的成型加工及力学性能.高分子材料科学与工程.2015.31(10)