李 龙， 潘月秀， 朱世鹏， 冯志海， 杨云华， 宋轶军， 宋欢语

(航天材料及工艺研究所, 先进功能复合材料技术重点实验室， 北京100076)

1 前言

炭纤维因其优异的力学和热物理性能，在航天、航空领域获得广泛关注与应用[1-4]。对于炭纤维增强树脂基复合材料，炭纤维的应用形式通常是与树脂复合制备为预浸料，或利用各种纺织技术将其制备为织物预制体等中间制品，再经不同成型工艺制备得到复合材料构件。炭纤维加工为中间制品时，面临的主要工艺问题之一就是毛丝的产生。毛丝主要来源于两方面，一是纤维制备过程中由于脱泡不彻底、凝固缺陷或机械损伤等形成的先天性毛丝[5,6]；二是丝束耐磨等性能较差，使用过程中丝束之间、丝束与其他介质之间由于相对运动受损形成的后天性毛丝[7,8]。

近年来，国产炭纤维研制取得了长足进步，其力学性能及稳定性已达到国外同级别产品水平，但国产炭纤维长期存在“不好用”问题。国产炭纤维“不好用”突出体现在使用过程中毛丝量偏大[9]。毛丝量大不但影响炭纤维中间制品的成型和质量，使中间制品出现毛团、断丝、闪缝等质量问题，更为重要的是直接降低了复合材料性能[10,11]。以单向复合材料拉伸性能为例，复丝拉伸强度相当的国产与进口炭纤维加工成型为复合材料后，国产炭纤维拉伸强度发挥率通常在70%～85%，而进口炭纤维往往超过85%[12]。因此，开展国产炭纤维毛丝评价表征和毛丝产生机制研究，对指导改善国产炭纤维应用工艺性，使国产炭纤维“好用”，具有非常重要的理论和实践价值。……