碳纤维表面处理方法的研究进展

季春晓 刘礼华 曹文娟

碳纤维表面处理方法的研究进展

季春晓 刘礼华 曹文娟

(中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶事业部,200540)

综述了碳纤维表面处理的各种方法及其研究进展况,分析了这些方法的优缺点。分析结果表明:电化学氧化法反应缓和、处理时间短,可与碳纤维生产流水线匹配,而且可以对氧化程度进行精确控制,技术成熟,是目前最具工业化应用价值的方法。

碳纤维 氧化法 非氧化法

碳纤维按原料可分为三大类:黏胶基、聚丙烯腈基和沥青基碳纤维。工业化生产主要以聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维为主,其他碳纤维极少。碳纤维既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用,因此近年来发展十分迅速,在航空航天、汽车、化工、能源、交通、建筑等领域得到了广泛应用。

碳纤维增强树脂复合材料由于具有相对密度小、比强度高、比模量高、热膨胀系数小等特点,在航天器上已得到广泛的应用。但未经表面处理的碳纤维表面惰性大,缺乏具有化学活性的官能团,与基体的黏结性差,界面中存在较多的缺陷,限制了碳纤维高性能的发挥。因此,国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性,强化碳纤维与基体树脂之间界面性能,达到提高复合材料层间剪切强度的目的[1]。目前表面处理改性的方法可以分为氧化法及非氧化法两大类。在此对碳纤维表面处理方法进行详细介绍和比较,以期为碳纤维生产厂家提高碳纤维复合材料性能提供参考。……