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碳纤维CF是一种含碳量高于90%的无机纤维,作为轻质高强的理想增强体,常用于以树脂、金属、陶瓷、水泥等为基体的复合体系中。本文以高密度聚乙烯HDPE作为基体材料,用碳纤维对其共混改性,探索了不同添加量的CF对HDPE性能的影响。以马来酸酐接枝聚乙烯PE-g-MAH为相容剂改善了HDPE/CF二元体系的界面性能。比较了HGB、CaCO3和POE三种不同增韧剂对HDPE/CF增韧改性的影响,得出CaCO3是一种对该体系改性效果较好的增韧剂。最后以增强体CF、相容剂PE-g-MAH、增韧剂CaCO3为影响复合材料力学性能的三个影响因素,设计正交试验,分析研究三者对HDPE性能的影响,最终得到一种既增强又增韧的HDPE/CF/CaCO3/PE-g-MAH四元体系复合材料。首先,分析了CF的添加量对HDPE性能的影响。随着CF含量的增多,HDPE/CF二元体系复合材料的拉伸强度和弯曲强度逐渐增大,但其冲击强度逐渐降低。二元体系复合材料流动性能变差,维卡软化温度逐渐上升。HDPE/CF二元复合材料中,CF与HDPE之间界面相容性较差。其次,分析了相容剂PE-g-MAH对HDPE/CF二元体系的影响。随着PE-G-MAH加入量的增加,材料冲击强度逐渐增大,加入相容剂PE-g-MAH能够较好的改善CF与HDPE的界面相容性。但是,材料的拉伸强度和弯曲强度逐渐减小。第三,分析并比较了三种不同增韧剂HGB、CaCO3和POE对HDPE/CF二元体系的影响。通过对比三种增韧剂的改性效果,得出CaCO3改性效果较好。最后,取HDPE100份,以增强体CF、相容剂PE-g-MAH、增韧剂CaCO3的添加量为影响复合材料力学性能的三个因素,设计正交试验,分析研究了三者对HDPE力学性能、热性能和流动性能的影响。得出实验的最佳实验配方为：A3B2C3,即：HDPE添加料为100份,CF添加量为15份,CaCO3添加量为10份,PE-g-MAH添加量为6份。实验验证得出A382C3的冲击强度得到较大提高,达到10.39kJ/m2,较HDPE (7.5kJ/m2)提高38.53%,同时拉伸强度和弯曲强度提高也较大。拉伸强度达到42.17MPa,较HDPE (25.36MPa)提高66.29%,弯曲强度达到60.12MPa,较HDPE(21.48MPa)提高137.52%。维卡软化温度达到80.6°C,较HDPE (70.5℃)提高14.33%,熔体流动速率达到5.67g/10min,较HDPE (6.31g/10min)略有降低。由断面微观形貌SEM分析得出,该复合材料中各成分之间分散较均匀,界面结合程度良好。