提升碳纖維復(fù)合材料性能的方式有很多，其中碳纖維表面處理是較為常用的一種。碳纖維自身惰性較強，表面處理后的碳纖維界面會保留較多的官能團，在與基體材料鍵合時提供更好的粘連效果，形成的復(fù)合材料的力學(xué)性能會有一定的提升?？諝庋趸悄壳俺Ｓ玫囊环N處理方法，普遍應(yīng)用于碳纖維與熱固性樹脂的制備中。智上新材料將結(jié)合專業(yè)論文，介紹另一種可應(yīng)用于熱塑性碳纖維復(fù)合材料制備的處理方法，即稀土溶液處理法（RES），稀土溶液處理后的碳纖維與聚酰亞胺（PI）樹脂融合，形成的熱塑性CF/PI復(fù)合材料在力學(xué)性能方面有更為出色的表現(xiàn)。
　　
 
　　稀土溶液處理后，CF/PI復(fù)合材料力學(xué)性能提升明顯
　　
　　1、拉伸性能：對比不同重量百分比下稀土溶液處理后的CF/PI試樣，拉伸強度分別為114.5MPa（0.1wt%）、118.5MPa（0.2wt%）、123.5MPa（0.3wt%）、120MPa（0.4wt%）和117.5MPa（0.5wt%）；拉伸模量分別為3.02GPa（0.1wt%）、3.13GPa（0.2wt%）、3.27GPa（0.3wt%）、3.16GPa（0.4wt%）和3.07GPa（0.5wt%）。在0.3wt%重量百分比下，拉伸強度和模量提升達到峰值。
　　
 
　　對比0.3wt%重量百分比下，未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸強度和模量數(shù)據(jù)，其中拉伸強度分別是103MPa、113Pa和123Pa，拉伸模量分別是2.75GPa、2.85GPa和3.25GPa，稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸性能提升更為明顯。
　　
 
　　用電鏡掃描未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣截面，其中未處理的試樣表面（圖a）較為光滑，纖維和樹脂之間存在較大的間隙，粘黏性較差；空氣氧化處理后的試樣表面（圖b）稍顯粗糙，碳纖維和樹脂之間依然存在不小的間隙，而且碳纖維有明顯的傾斜，這是因為空氣氧化處理后增加了表面官能團和粗糙度，提升了粘黏性，但同時對碳纖維造成了一定的損傷，總體來說拉伸強度和模量有一定的提升；稀土溶液處理后的試樣表面（圖c）表面也比較光滑，碳纖維沒有從基體中拉出，被基體包裹得較為緊實，整體粘黏性更好，能夠傳遞更大的應(yīng)力載荷，因此拉伸強度和模量有了更大的提升。
　　
 
　　2、抗彎性能：在載荷力9N和滑動頻率4Hz的環(huán)境下，測試未處理、空氣氧化處理和稀土溶液處理后的CF/PI試樣的彎曲強度和模量數(shù)據(jù)，其中彎曲強度分別為150MPa、170MPa和178MPa，彎曲模量分別為5.67GPa、5.75GPa和5.79GPa，稀土溶液處理后的CF/PI試樣的拉伸性能提升較為明顯。
　　
 
　　稀土溶液處理對于CF/PI復(fù)合材料力學(xué)性能的提升是較為明顯的，但該處理方式不一定適用于所有的熱塑性碳纖維復(fù)合材料。智上新材料認(rèn)為，想要打開熱塑性碳纖維這扇門，批量制備出性能更好的熱塑性碳纖維復(fù)合材料（如CF/PEEK、CF/PPS等），并將之成熟的應(yīng)用于各行各業(yè)，不僅需要更多的技術(shù)和資金的投入，而且需要更多企業(yè)和組織的參與，同樣還需要國家政策的大力傾斜，這是一個需要長久接力、共同努力才能完成的事業(yè)。