电化学表面处理对碳纤维结构及性能的影响

编号 zgly0001434955

文献类型 期刊论文

文献题名 电化学表面处理对碳纤维结构及性能的影响

作者 刘杰  白艳霞  田宇黎  黄翔宇  王春华  梁节英 

作者单位 北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室  上海石油化工股份有限公司 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2012年02期

年份 2012 

分类号 TB332 

关键词 PAN基碳纤维  电化学氧化法  拉伸强度  层间剪切强度  力学性能  表面官能团 

文摘内容 采用新型电化学表面处理设备,以10%(质量分数)NH4HCO3溶液为电解质,对12KPAN基碳纤维进行连续化的表面处理,探索了在提高碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的同时降低碳纤维本征拉伸强度损失的结构变化特征及规律。利用SEM、XRD、XPS、Raman等方法研究了改性前后碳纤维表面的物理和化学状态、晶体尺寸和表面有序度。结果显示,在适当的条件下,碳纤维/树脂复合材料的层间剪切强度提高了23.3%,同时碳纤维的拉伸强度仅损失了4.4%。碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的提高是碳纤维表面粗糙度和表面含氧、含氮官能团共同作用的结果。表面处理后碳纤维石墨网片层尺寸减小了6.3%～27.6%,微晶尺寸相应减小;适度的氧化刻蚀使碳纤维表面有序度略有提高,并且产生新的活性点;以上两种作用减小了碳纤维的本征拉伸强度的损失量。