研究与开发合成纤维工业，2023，46(2):8CHINASYNTHETICFIBEＲINDUSTＲY收稿日期:2022-07-23;修改稿收到日期:2023-02-08。作者简介:李莹莹(1984—)，女，工程师，主要从事碳纤维复合材料及预浸料制备的技术开发工作。E-mail:liyingying@nimte．ac．cn。*通信联系人。E-mail:zhangyonggang@nimte．ac．cn。国产高强高模PAN基碳纤维预浸料的制备及性能研究李莹莹1，张永刚1*，于水鑫1，金璐1，李皓鹏2，郑凯杰1(1．中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室高性能碳纤维产业化技术浙江省工程实验室，浙江宁波315201;2．北京空间机电研究所，北京100094)摘要:以国产CNIQM55高强高模聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、氰酸酯树脂为原料，利用热熔法制备高强高模PAN基碳纤维预浸料，通过纤维面密度、树脂含量、挥发分含量等来评价预浸料的物理性能，结合单向板的微观形貌与层间剪切强度分析单向板的界面结合性能，并对预浸料铺制单向板的力学性能进行表征。结果表明:CNIQM55碳纤维预浸料的纤维面密度为145g/m2，树脂质量分数为35．5%，挥发分质量分数为0．164%，预浸料的物理性能满足复合材料的性能要求;以CNIQM55碳纤维预浸料制备的单向板0°拉伸强度为2429MPa，0°拉伸模量为328．4GPa，弯曲强度为1171MPa，弯曲模量为280GPa，压缩强度为783MPa，压缩模量为257GPa，层间剪切强度为65．2MPa，具有较好的界面黏接性能和力学性能，可满足加工应用要求。关键词:聚丙烯腈基碳纤维高强高模预浸料热熔法力学性能中图分类号:TQ342+．742文献标识码:A文章编号:1001-0041(2023)02-0008-04高强高模碳纤维具有高比模量、高比强度、复合材料可设计性等优异性能，可满足空间飞行器结构在带电粒子辐照、高低温交变等空间环境下对材料高强度、高刚度、轻量化的需求［1］。因此，卫星中心承力筒、太阳翼基板及连接架、卫星舱体结构板及安装顶板、传输天线及其支撑结构、空间遥感相机镜筒及主、次承力结构等部件均大量采用了高模量碳纤维复合材料［2］。氰酸酯树脂是与高模碳纤维树脂基复合材料契合度最高的树脂体系，氰酸酯树脂在固化后形成具有对称性的三嗪环交联结构，使树脂固化后交联密度高、自由体积含量低、吸湿率低，具有良好的力学承载强度和较高的模量、热稳定性及优良的耐湿热性能［3－4］。高强高模碳纤维与氰酸酯树脂匹配制备的预浸料在强度、硬度、耐疲劳、耐腐蚀方面大幅度提高，对航天结构件的轻量化意义重大。预浸料是树脂基体在严格控制条...
