阴离子型水性环氧树脂：制备、应用与性能提升

阴离子型水性环氧树脂（AAEK）的制备及其应用性能研究由中国科技论文在线发布，由郑帼、刘会兵、吴波和朱佳文等人合作完成。他们通过将己二酸与环氧树脂进行化学反应，后续通过氢氧化钾(KOH)的中和作用，成功地制备出了一种具有优异亲水性的新型树脂。这种阴离子型水性环氧树脂的独特性质使其在碳纤维表面处理领域展现出巨大潜力。 AAEK的独特之处在于其良好的亲水性，这使得它能够有效地作为碳纤维上浆剂，用于改善碳纤维表面的性能。在应用过程中，首先将AAEK应用于碳纤维表面，然后将其与环氧树脂复合，形成高性能的碳纤维/环氧树脂复合材料。研究团队利用多种先进的分析技术，如红外光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及吸附实验和万能材料试验机，对AAEK改性后的碳纤维及复合材料进行了详尽的表征和性能测试。 研究结果显示，AAEK的最佳上浆浓度为1.0wt%，在此条件下，碳纤维的吸附量达到3.0mg/g。通过这种方式处理后的短丝碳纤维在环氧树脂中的分散性得到了显著提升，显示出更均匀的结合。吸附过程被发现是一个介于单分子层和多分子层之间的吸热过程，符合Freundlich吸附等温模型，这表明AAEK在碳纤维表面的吸附行为具有一定的规律性。 更为引人注目的是，经过AAEK处理后的碳纤维单丝的断裂强度有所提高，这在一定程度上增强了纤维的整体机械性能。而在碳纤维/环氧树脂复合材料方面，AAEK改性后的弯曲强度和层间剪切强度（ILSS）分别提升了168%和139%，这意味着复合材料的力学性能得到了显著增强，这对于许多高要求的工业应用来说是个重大突破。 这项研究不仅揭示了阴离子型水性环氧树脂的制备方法，还展示了其在提升碳纤维表面处理和复合材料性能方面的实际效果，为碳纤维复合材料的优化设计和制造提供了新的思路和技术支持。对于从事材料科学、复合材料和纤维表面处理领域的研究人员来说，这一成果具有重要的参考价值。