中文摘要：

本项目针对RTM成型碳/环氧复合材料，从树脂组成、纤维表面特性两方面出发，研究RTM成型复合材料在动态非平衡条件下的界面形成过程和机理。分别采用XPS、AFM、DCAA、DMA和ILSS测量研究等离子体改性前后碳纤维表面特性。结果表明，氧等离子体处理在碳纤维表面引入极性官能团，通过表面刻蚀和氧化反应提高了纤维表面粗糙度。DCAA和DMA分析表明，3分钟等离子体处理后碳纤维表面能提高了49.8%，界面结合参数A和α分别达到极大值和极小值，ILSS达到最大。应用荧光标记方法研究RTM工艺过程中树脂基体中固化剂的含量变化。氧等离子体处理增加了碳纤维表面-C-OH/-C-O-C、-C=O、-COOH/-COOR、-CN官能团含量是导致环氧树脂和固化剂形成竞争性吸附的原因，进而导致复合材料界面处的环氧树脂固化度形成梯度变化。ILSS和弯曲强度测量结果与荧光标记分析结果相符。本课题研究结果表明，碳纤维表面等离子体处理与超声强迫浸润技术相结合提高了复合材料界面性能，减弱了树脂组分的竞争性吸附行为，实现了在非平衡浸润过程中复合材料界面结构性能设计、优化和稳定调控。