查旭东
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陈勇强
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程景
功能材料
为了确定碳纤维导电沥青混合料的合理碳纤维掺量,选用短切聚丙烯腈（PAN）基碳纤维作为导电相材料,通过大量室内试验分析了碳纤维掺量对导电沥青混合料AC-13C的马歇尔性能和导电性能的影响,并验证了其路用性能。结果显示,相同油石比下,随着碳纤维掺量的增加,导电沥青混合料的毛体积密度、沥青饱和度和马歇尔稳定度呈先增后减的变化趋势,空隙率和矿料间隙率呈先减后增的变化关系,而流值一直增大。通过对碳纤维掺量不同范围的沥青混合料分别采用AC、调整和SMA的技术标准,确定了合理的最佳油石比,且最佳油石比与碳纤维掺量之间呈良好的半对数相关关系。同时,在最佳油石比下,导电沥青混合料电阻率的对数与碳纤维掺量之间呈良好的幂函数关系,且0.1%碳纤维掺量的沥青混合料的各项路用性能指标均达到气候条件要求高的改性沥青混合料和SMA的技术要求。因此,适宜的碳纤维掺量对导电沥青混合料可起到优良的增强作用,并形成稳定的导电网络,综合各项性能和导电发热的技术要求,建议碳纤维的适宜掺量取0.1%。
关键词:
聚丙烯腈基碳纤维
,
导电沥青混合料
,
路用性能
,
电阻率
吴波
,
郑帼
,
孙玉
,
崔莹
,
吴炳洋
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.09.008
分别采用脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、三乙醇胺和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯铵盐3种有机电解液对PAN基碳纤维进行电化学氧化改性,通过化学滴定法、单纤维断裂强度测试和场发射扫描电镜考察改性前后碳纤维表面酸性官能团含量、力学性能及表面形貌的变化规律,得到电化学改性的最佳条件:浓度5％(质量分数)的O3 PNH4乳液为电解液,电流密度为2A/g,恒温50℃电化学氧化2min.针对改性处理后的碳纤维的表面性能,进行X射线光电子能谱和单纤维接触角测试.结果表明:以O3 PNH4为电解液对碳纤维电化学改性,可以在不影响碳纤维力学性能的前提下,增加碳纤维表面的酸性官能团,提高碳纤维的表面能.
关键词:
PAN基碳纤维
,
有机电解液
,
电化学改性
,
表面性能
,
酸性官能团
