碳纤维表面的液相氧化处理改性

摘要/Abstract

摘要： 碳纤维具有高强、高模、耐热以及耐化学腐蚀性, 碳纤维的比强度是钢的几倍^[1]. 由碳纤维制成的增强复合材料可代替金属材料应用于航天、航空、机械、化工、医疗、体育器械等领域^[2]. 复合材料中通过基体把应力传递给纤维, 使应力得以分散而体现增强作用, 因此纤维/基体界面间的粘结状态直接影响材料的使用性能. 未经表面处理的碳纤维, 由于其表面具有惰性, 与基体树脂的浸润性差, 致使复合材料的力学性能低. 因此, 为了改善碳纤维表面性能,增加碳纤维和基体树脂的粘合力, 就必须对碳纤维表面进行处理, 常用的方法有气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体法、电聚合法等. 由于液相氧化法的实验重复性好而主要用于实验室研究. 用光电子能谱仪、分光光度仪、激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪等分析手段对液相表面氧化处理的碳纤维的形貌, 表面及内部结构, 表面官能团的变化及短碳纤维复合材料剪切性能的变化进行了研究. 研究结果表明, 用混酸处理对碳纤维表面改性效果显著。

关键词: 碳纤维, 表面改性, 氯酸钾, 硫酸

Abstract: The change of surface, morphology and surface function group of carbon fiber after treatment with mixed acid (15%KClO₃+40%H₂SO₄) has been studied by XPS, spectrophotometry. Raman spectrometry and X-ray diffractometry. Acid treatment showed an obvious possitive effect on the chemical modification of carbon fiber surface.

Key words: carbon fiber, surface modification, potassium chlorate, sulfuric acid

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碳纤维表面的液相氧化处理改性

Modification of Carbon Fiber Surface with Mixed Acid

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