碳纤维表面处理与改性
碳纤维很少单独使用，主要用作复合材料的增强体，其力学性能优势通过复合材料发挥出来。但复合材料的性能不仅取决于碳纤维本身，更取决于碳纤维与基体之间的界面。良好的界面结合才能将载荷有效传递给碳纤维，从而充分发挥碳纤维的高强度、高模量特性。反之，如果碳纤维与基体之间的界面性能较差，应力无法在界面有效传递，则碳纤维的力学性能优势难以发挥出来，将导致复合材料的性能下降。
碳纤维经过高温炭化处理后，大部分非碳元素被脱除，纤维表面呈现较高的惰性，导致在制造复合材料时基体对碳纤维的浸润性变差。通过对碳纤维进行表面改性，可以改善其表面活性以及与基体的浸润性，增强纤维与基体之间的相互作用，从而有利于复合材料力学性能的提高。因此，表面处理工艺是碳纤维制备过程中的重要环节之一。
碳纤维的表面改性处理方法有很多，如气相氧化法（包括空气氧化、臭氧氧化）、等离子体处理、液相氧化法（包括酸液氧化、阳极氧化)、表面涂
层法、表面接枝法等。每种处理方法都有自己的优缺点，如气相氧化法流程短，碳纤维经过气相氧化处理后可直接上浆，不需要配套水洗和干燥设备，但是其氧化程度不易控制。而阳极氧化法具有氧化程度易于控制、氧化过程缓和、氧化效果显著等特点，但该方法需要配套水洗和干燥设备，流程较
长。阳极氧化法的最大优点是处理时间短，能够满足连续生产的要求，因而成为目前国内外碳纤维生产线在线配套的主要方法。此外，近几年表面涂层法和表面接枝法也发展迅速，特别是基于纳米材料和高分子材料的碳纤维表面改性方法研究较多，在实验室取得了良好的效果，有望成为新一代在线配套的表面处理方法。
1、阳极氧化法
阳极氧化法通常是在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极对碳
纤维表面进行电化学处理。电解质溶液种类较多,主要可以分为酸性、碱性及中性三种。酸性电解质主要为无机含氧酸,如硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等;碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁磷酸钾、磷酸钠等;中性电解质主要有硝酸钾、硝酸钠以及碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵等铵盐类电解质。在酸性介质中电解氧化碳纤维时,虽然氧化效果比较显著,但会使得碳纤维力学性能下降严重,且酸性介质易腐蚀设备;使用碱性电解质氧化处理碳纤维后,碳纤维之间和碳纤维表面残留的金属离子不易洗净,而残留碱性金属离子会导致碳纤维的抗氧化性能下降。因此,目前国内外大多使用铵盐溶液作为电解质,如碳酸氢铵、碳酸铵等,其优点在于:一是对设备无损伤,二是铵盐类电解质在
后续干燥过程中易于分解,不会残留在碳纤维表面。
在碳纤维阳极氧化处理过程中,可通过调整电流密度和处理时间来控制碳纤维的表面氧化程度。由于处理时间往往受到设备尺寸和丝束运行速度的限
制,不易调节。因此,电流密度成为最重要的工艺参数。我们在不同的电流密度下对碳纤维表面进行阳极氧化处理,采用SEM、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征处理后碳纤维表面的物理化学结构,并分析表面结构的变化对其增强树脂基复合材料性能的影响,进而获得合适的电流密度参数。随着电流密度和处理时间的增加，碳纤维表面的碳结构逐渐发生氧化反应，石墨化程度降低，碳元素含量降低，氧氮元素含量增加，表面活性官能团增加。
2、纳米碳材料改性
纳米碳材料因其多样的结构以及优越的物理、化学和力学特性,成为国内外众多科学家关注和研究的热点,其中以一维结构的碳纳米管(carbon nanotube , CNT)和二维结构的石墨烯(graphene)为典型代表。由于纳米碳材料与碳纤维具有良好的相容性,在碳纤维增强复合材料的研究领域中也受到广泛的关注。在碳纤维表面引入纳米碳材料可以增加纤维表面的粗糙度,增强纤维和基体树脂之间的机械啮合作用,显著提高复合材料的界面性能。
碳纤维表面处理与改性 碳纤维很少单独使用，主要用作复合材料的增强体，其力学性能优势通过复合材料发挥出来。但复合材料的性能不仅取决于碳纤维本身，更取决于碳纤维与基体之间的界面。良好的界面结合才能将载荷有效传递给碳纤维，从而充分发挥碳纤维的高强度、高模量特性。反之，如果碳纤维与基体之间的界面性能较差，应力无法在界面有效传递，则碳纤维的力学性能优势难以发挥出来，将导致复合材料的性能下降。 碳纤维经过高温炭化处理后，大部分非碳元素被脱除，纤维表面呈现较高的惰性，导致在制造复合材料时基体对碳纤维的浸润性变差。通过对碳纤维进行表面改性，可以改善其表面活性以及与基体的浸润性，增强纤维与基体之间的相互作用，从而有利于复合材料力学性能的提高。因此，表面处理工艺是碳纤维制备过程中的重要环节之一。 碳纤维的表面改性处理方法有很多，如气相氧化法（包括空气氧化、臭氧氧化）、等离子体处理、液相氧化法（包括酸液氧化、阳极氧化)、表面涂
层法、表面接枝法等。每种处理方法都有自己的优缺点，如气相氧化法流程短，碳纤维经过气相氧化处理后可直接上浆，不需要配套水洗和干燥设备，但是其氧化程度不易控制。而阳极氧化法具有氧化程度易于控制、氧化过程缓和、氧化效果显著等特点，但该方法需要配套水洗和干燥设备，流程较 长。阳极氧化法的最大优点是处理时间短，能够满足连续生产的要求，因而成为目前国内外碳纤维生产线在线配套的主要方法。此外，近几年表面涂层法和表面接枝法也发展迅速，特别是基于纳米材料和高分子材料的碳纤维表面改性方法研究较多，在实验室取得了良好的效果，有望成为新一代在线配套的表面处理方法。 1、阳极氧化法 阳极氧化法通常是在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极对碳 纤维表面进行电化学处理。电解质溶液种类较多,主要可以分为酸性、碱性及中性三种。酸性电解质主要为无机含氧酸,如硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等;碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁磷酸钾、磷酸钠等;中性电解质主要有硝酸钾、硝酸钠以及碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵等铵盐类电解质。在酸性介质中电解氧化碳纤维时,虽然氧化效果比较显著,但会使得碳纤维力学性能下降严重,且酸性介质易腐蚀设备;使用碱性电解质氧化处理碳纤维后,碳纤维之间和碳纤维表面残留的金属离子不易洗净,而残留碱性金属离子会导致碳纤维的抗氧化性能下降。因此,目前国内外大多使用铵盐溶液作为电解质,如碳酸氢铵、碳酸铵等,其优点在于:一是对设备无损伤,二是铵盐类电解质在 后续干燥过程中易于分解,不会残留在碳纤维表面。 在碳纤维阳极氧化处理过程中,可通过调整电流密度和处理时间来控制碳纤维的表面氧化程度。由于处理时间往往受到设备尺寸和丝束运行速度的限
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碳纤维表面处理研究现状
碳纤维表面处理研究现状 摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳 纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。分析结果表明：国外对我国碳纤维生产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。 关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法； 引言 随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。 碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。碳纤维表面处理按当前的研究现状可以分为氧化法和非氧化法。在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。 1 碳纤维应用领域及国内外生产状况 碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械[1]。 碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t，到2010年的1万t，预计今年将达到万t。在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都明显的增加。空客A380其中的35t结构材料中，碳纤维复合材料占10%，波音公司生产的波音787，碳纤维和玻璃纤维在结构材料的50%，增加的飞机飞行的经济性以及长时间续航能力。 风能是一种新时代的清洁能源，丹麦最大风力发电机组生产商维斯塔斯预测到2020年，风电将达到世界电量消耗的10%。作为风力发电的风叶必须具有高强、轻质等特点。碳纤维在风叶中的应用主要是大丝束（24K）的纤维。世界对清洁能源的需求致使纤维的需求量不断的在提高。开发低价格，高模量的纤维是一种纤维发展的趋势。 碳纤维的生产技术处于领先地位的是日本和美国[2]。碳纤维生产的三大巨头公司都来至于日本，包括东丽、东邦、三菱人造丝公司。其中东丽公司是波音公司唯一指定的碳纤维供应商。随着碳纤维需求量的增加，三大公司也投入的大量资金扩
碳纤维表面改性技术 摘要碳纤维是一种高性能的材料，它在军事及工业等领域已得到广泛的应用，但由于表面结构的不足，而限制其在复合材料中的部分应用，因此，为了提高碳纤维复合材料的界面结合力，目前国内外的多种表面改性技术得到广泛的应用，主要包括氧化处理，表面涂层法，射线、激光辐射改性及其他处理方法等。 关键词碳纤维，表面改性，氧化处理，表面涂层 1 前言 碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在85%以上，它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得[1]。 碳纤维具有十分优异的力学性能，具有比强度高、比模量高等优异特性，在国民经济各个领域得到广泛应用。是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响[2]。 2 碳纤维的简介 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的，其含碳量在85％以上，在热裂解过程中排出其它元素，形成石墨晶格结构。根据性能的不同可分为高强度、高模量碳纤维，活性碳纤维和离子交换碳纤维。根据制备的原料不同可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、胶粘基碳纤维、沥青基碳纤维、酚基碳纤维等[2,3]。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa 亦高于钢。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从
碳纤维表面氧化处理方法简介 摘要：简单介绍目前可用的碳纤维表面处理方法，对每种方法的实用性及优缺点作简单对比。 对碳纤维表面处理有重要作用：提高碳纤维表面与树脂的反应活性；增加碳纤维与树脂基体的粘接强度；改变碳纤维表面的物理化学形态；调节复合材料的界面相容性。碳纤维的表面处理方法很多，其中，在工业生产碳纤维上到到实际应用的主要有阳极电解氧化法和气相氧化法。等离子氧化刻蚀法、液相氧化法主要用于间歇处理和机理研究。 1)气相氧化法 气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂(如空气、臭氧等)中，在加温、加催化剂等特殊条件下使其表面氧化生成一些活性基团(如羟基和羧基)。经气相氧化法处理的碳纤维所制成的碳纤维增强塑料CFRP的弯曲强度，弯曲模量，界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(IISS)等力学性能均可得到有效提高，但材料的冲击强度降低较大。此法按氧化剂的不同，通常分为空气氧化法和臭氧氧化法。 贺福等用O3 氧化法对碳纤维的表面进行氧化处理，使碳纤维复合材料(CFRP) 的层间剪切强度提高了40 %～76 % ，他们将原因归于纤维表面的化学官能团和比表面积的增加，而物理的“锚锭效应”是次要的。 W. H. Lee 等[2]将碳纤维在氧气与氮气的混合气体中进行氧化处理,发现氧化处理的纤维和未处理的纤维表面最大的区别是处理后的纤维表面有较多的羰基。氧化处理的纤维增强的复合材料，其剪切强度比未处理的提高了69 % ,因此他们也将原因主要归于纤维表面官能团的改变，认为羰基在纤维与树脂的界面处起到了改善界面结合强度的作用，从而改善了复合材料的性能。 气相氧化法与其它方法比较，显著的优点是设备和工艺简单，成本低，氧化性气体可用空气、氧气、臭氧、二氧化碳和水蒸气等。其中，臭氧氧化法的工艺参数易于控制，处理效果显著，已得到实际应用。 2)液相氧化法
碳纤维表面处理及其增强环氧树脂复合材料界面性能研究 摘要：碳纤维（CF）增强树脂基复合材料（CFRP）是先进复合材料的典型代表，具有密度小、力学性能优异、耐热、耐低温等优点，在航空航天、军事、汽车、体育等领域具有重要的应用前景，但是碳纤维表面光滑呈惰性，与树脂基体的界面粘结性差，限制了CFRP复合材料性能的发挥。针对这一问题，本文采用PAN基碳纤维和双酚A型环氧树脂作为复合材料的增强相和树脂基体，展开CF的表面处理及其CFRP复合材料界面性能的研究。本文采用氨水处理和浓HNO3处理碳纤维表面，通过单丝拔出实验测试复合材料的界面结合强度来表征复合材料的界面粘结性能，并分析了机械锚定和化学键合两种作用共同出现并对复合材料界面性能起改善作用时，两个因素之间的关系，以及起主导作用的因素，对碳纤维与树脂间相容性机理的研究具有知道作用。 关键词：碳纤维；环氧树脂；复合材料；表面处理；界面性能 1、引言 1.1碳纤维概述 碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经高温碳化和石墨化制成的纤维状碳，是一种高性能的先进非金属材料。根据原料不同，碳纤维可分为聚丙烯腈（PAN）系碳纤维、沥青系碳纤维、黏胶系碳纤维、人造丝系碳纤维等。其中聚丙烯腈基碳纤维综合性能最好，产量占碳纤维总产量的90％以上。由于原料及制法不同，所得碳纤维的性能也不一样。根据力学性能的不同，碳纤维可分为超高强度碳纤维（UHS）、高强度碳纤维（HS）、超高模量碳纤维（UHM）、高模量碳纤维（HM）、中等模量碳纤维（MM）、普通碳纤维等等。 我国对碳纤维的研究始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。目前，利用自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水品。但是与国际水平相比，国产碳纤维强度低、平均稳定性差、毛丝多、品种单一且价格昂贵，而且国内碳纤维总生产能力较小，不能满足国内的需要，仍需大量进口。这些都严重影响了我国高新技术的发展，尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展，与我国的经济发展进程不相称。所以研制生产高性能和高质量的碳纤维以满足军工和民用产品的需求，扭转大量进口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。 碳纤维具有石墨的基本结构，但不是理想的石墨点阵结构，而是所谓的乱层石墨结构。在碳纤维形成过程中，其表面会形成各种微小的缺陷，碳纤维的表面活性与处于边缘和缺陷位置的碳原子数目有关。碳纤维的密度小，质量轻，相当于钢密度的1/4，铝合金密度的1/2；具有优异的力学性能，热稳定性优良等优点。 1.2碳纤维复合材料 尽管碳纤维单独使用发挥某些功能，但它属于脆性材料，只有将它基体材料牢固地结合在一起时，才能有效发挥其优异的力学性能。因此，碳纤维主要用作复合材料中的增强相。目前用途最广的是碳纤维增强树脂基复合材料。主要分为两大类：一类是热固性树脂，另一类是热塑性树脂。热固性树脂由反应性低分子量预聚体或带有活性基团高分子量聚合物组成；成型过程中，在固化剂或热作用下进行交联、缩聚，形成不熔不溶的交联体型结构。在复合材料中常采用的有环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂以及酚醛树脂等。热塑性树脂由线型高分子量聚合物组成，在一定条件下溶解熔融，只发生物理变化。常用的有聚乙烯、尼龙、聚四氟乙烯等。
碳纤维增强复合材料的界面改性与力学性能 研究 近年来，碳纤维增强复合材料因其优异的性能逐渐成为材料科学领 域的研究热点。然而，在实际应用过程中，碳纤维增强复合材料的界 面粘结性能往往成为制约其力学性能的关键因素。因此，针对碳纤维 增强复合材料的界面改性与优化成为了当前研究的重点之一。 一种常用的界面改性方法是通过表面处理剂来提高碳纤维与基体间的相容性。研究表明，采用含有亲水基团的表面处理剂可以增强碳 纤维与基体之间的粘结能力，从而显著提高复合材料的力学性能。此外，一些研究还发现，通过引入含有活性官能团的交联剂可以进一步 增强界面的化学键结合，提高界面的稳定性和耐久性。 另外，也有研究探讨了纳米颗粒在改善碳纤维增强复合材料界面性能中的应用。纳米颗粒作为有效的增强材料可以提供更大的界面接 触面积，并且具有优异的表面活性，从而增强复合材料的界面粘结。 通过选择合适的纳米颗粒类型和控制纳米颗粒的分散性，可以进一步 改善碳纤维增强复合材料的力学性能。 此外，一些研究还通过界面改性来优化碳纤维增强复合材料的界面结构。例如，采用从天然产物中提取的天然高分子材料可与碳纤维 形成更好的界面结构，并提高复合材料的界面粘结性能。与传统的界 面改性方法相比，天然高分子材料具有天然可再生、环境友好等优点，因此受到了广泛的关注。
进一步研究发现，碳纤维增强复合材料的界面改性不仅可以改善其力学性能，还可以提升其耐热性和耐腐蚀性能。微观界面结构的优 化可以有效阻止外界的物质渗透，从而提高复合材料的稳定性和使用 寿命。 总之，碳纤维增强复合材料的界面改性与力学性能研究是当前材料科学领域的重要研究方向。通过表面处理剂、纳米颗粒和天然高分 子材料等方法的应用，可以改善碳纤维增强复合材料的界面粘结性能，提高其力学性能和耐热性能。此外，进一步优化界面结构可以有效提 升复合材料的耐腐蚀性能。随着研究的深入，相信碳纤维增强复合材 料的界面改性技术将不断得到突破和创新，为复合材料的应用领域带 来更加广阔的发展前景。
碳纤维的表面处理方法及作用效果 碳纤维的表面处理方法有多种，包括表面清洁处理、气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、表面涂层法、表面沉积元机物、电聚合处理以及冷等离子处理。这些方法的作用效果如下： 1. 表面清洁处理：碳纤维表面易吸附水分及有机污染物，影响与基体的结合。通过在惰性气体保护下加热到一定高温并保温一定时间，可以清除吸附水，净化表面，从而提高纤维与基体的结合强度。 2. 气相氧化法：在加热下用空气、氧气、CO2、臭氧等处理碳纤维，处理后CF比表面积和表面粗糙度增加，使表面产生胺基、羟基、羰基等含氧极性基团，有利于碳纤维与基体树脂界面结合，从而提高CF增强复合材料的综合力学性能。 3. 液相氧化法：以浓HNO3、H3PO4、HClO、KMnO4、NaClO等氧化剂与CF长时间接触，在纤维表面形成羧基、羟基等基团，增强与树脂的结合力。 4. 阳极氧化法：对碳纤维进行阳极氧化表面处理后，碳纤维的浸润性有一定程度的增强，碳纤维与水的接触角也有一定程度的降低；碳纤维强度出现了一定程度的下降，强度离散性也略有增大。 5. 表面涂层法：碳纤维表面涂层的制备不仅能够提高碳纤维抗氧化性，也是提高碳纤维与基体润湿性，改善复合材料界面结构性能的主要方法。 6. 表面沉积元机物：通过在碳纤维表面镀覆一层金属或金属化合物膜能够改善纤维与基体间的界面结合，优化界面，充分发挥碳纤维增
强体在复合材料中的作用。 7. 电聚合处理：通过电化学处理后能够形成较为均匀的聚合物层，形成的环氧树脂复合材料断面较为平整，纤维拔出量少。 8. 冷等离子处理：用放电、高频电磁振荡、冲击波及高能辐射等方法使惰性气体或含氧气体产生等离子体，对材料的表面进行处理。低温等离子体技术是20世纪60年代出现的一种新的材料表面处理技术。具有节能、无公害、处理时间短、效率高以及能满足环境保护要求等优点。 总的来说，这些方法的作用效果主要体现在提高碳纤维的表面粗糙度、极性、润湿性以及与基体的结合强度等方面。
碳纤维表面处理方法 碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。然而，碳纤维表面的处理对其性能和应用有着至关重要的影响。本文将介绍几种常见的碳纤维表面处理方法。 1.化学处理 碳纤维表面的化学处理方法包括氧化、硝化、酸洗等。这些方法可以使碳纤维表面产生一层氧化层或硝化层，提高其表面活性和亲水性。同时，酸洗可以去除碳纤维表面的杂质和残余物，提高其表面的纯度。 2.机械处理 碳纤维表面的机械处理方法包括砂纸打磨、切割、磨削等。这些方法可以去除碳纤维表面的毛刺或不平整部分，提高其表面平整度和光泽度。同时，机械处理也可以使碳纤维表面更容易进行涂覆或粘接。 3.等离子体处理 等离子体处理是一种新兴的碳纤维表面处理方法。它利用等离子体产生的离子和电磁波对碳纤维表面进行处理，可以使其表面产生化学反应或物理变化。等离子体处理可以在不改变碳纤维本身结构的
情况下改善其表面性质，如增强其表面活性、提高其耐热性、增强其耐候性等。 4.硅化处理 硅化处理是一种常用的碳纤维表面处理方法。它将碳纤维表面涂覆一层硅化物，可以提高其表面硬度和抗磨损性能。硅化处理还可以改变碳纤维表面的摩擦系数和耐腐蚀性能，提高其应用范围和使用寿命。 5.表面修饰 表面修饰是一种较为简单的碳纤维表面处理方法。它利用化学涂覆或物理吸附的方法，在碳纤维表面涂覆一层表面活性剂或功能化分子。这些分子可以使碳纤维表面产生特定的化学反应或物理特性，如吸附、催化、防腐等。 碳纤维表面处理是提高碳纤维性能和应用范围的重要手段。不同的处理方法可以根据不同的应用场景和需求进行选择和组合，以达到最佳效果。
碳纤维布的施工准备以及表面处理 1. 碳纤维布施工前的准备工作 1.1 确定材料及工具清单 在选择碳纤维布的材料时，需要根据具体工程的要求进行选材，包括确定碳纤 维布的规格、面积、厚度等参数。同时，需要准备好相应的工具，如橡皮刮板、批刀、刷子、滚筒等，以便进行施工。 1.2 对施工场地进行清理和准备 在进行碳纤维布施工前，需要对施工场地进行清理和准备工作。首先需要将原 有的杂物和残留物清除干净，确保施工表面干净、平整。此外，需要针对具体的施工工艺进行场地准备工作，如进行模板制作、拆卸等。 1.3 进行施工方案和工艺流程的确认 在进行施工前，需要进行施工方案和工艺流程的确认，这包括完成施工图纸的 设计、技术方案的制定等。在确认施工方案和工艺流程后，需要进行相应的材料和工具的采购和调配，以确保施工过程中的顺利进行。 2. 碳纤维布施工时的表面处理 2.1 表面清洁 在进行碳纤维布施工时，首先需要对施工表面进行清洁处理。使用场地清洁工具，如扫把、清洗机器等，将场地内的杂物、灰尘、油污等污物清除干净。在进行清洁之前，需要确保施工表面是干净、平整、无污染，否则会影响后续碳纤维布的附着力，甚至使操作过程中产生安全隐患。 2.2 表面处理 在进行碳纤维布的施工过程中，采用表面处理技术可以提高碳纤维布的附着性、粘结性、耐用性等综合性能。表面处理可分为机械处理和化学处理两种方式： •机械处理 机械处理是利用机械力对工件表面进行物理性改性，并形成一定的粗糙度。常 用的机械方法包括砂纸、磨齿轮、抛光等。机械处理通常需要消耗大量的时间和能量，同时也会产生噪音和粉尘等环境污染问题。 •化学处理
碳纤维表面等离子表面处理 碳纤维是一种具有轻质、高强度和高刚度的纤维材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。然而，碳纤维的表面性质对其性能和应用有着重要影响。为了改善碳纤维表面的性能，常常需要进行等离子表面处理。 等离子表面处理是通过利用高能等离子体对材料表面进行物理或化学的处理，从而改善材料表面的性质。对于碳纤维而言，等离子表面处理可以提高其表面能量、增强表面粗糙度、改善界面粘结性能等，从而提高其与基体的结合强度和界面性能。 在碳纤维表面的等离子表面处理中，常常采用氧等离子体处理。氧等离子体处理可以通过氧化、氧化还原、表面活性改性等方式对碳纤维表面进行改善。一方面，氧等离子体处理可以引入氧含量丰富的官能团，增加碳纤维表面的极性，从而提高其润湿性和粘接性能；另一方面，氧等离子体处理还可以增加碳纤维表面的粗糙度，提高其表面积，从而增加与基体的接触面积，提高结合强度。 除了氧等离子体处理外，还可以采用氮等离子体处理、氢等离子体处理等方式对碳纤维表面进行改善。氮等离子体处理可以引入氮含量丰富的官能团，增加碳纤维表面的极性，提高其润湿性和粘接性能。氢等离子体处理可以在碳纤维表面引入氢原子，从而改善其表面化学活性，增强其与基体的结合能力。
还可以采用硅等离子体处理、氟等离子体处理等方式对碳纤维表面进行处理。硅等离子体处理可以在碳纤维表面形成硅氧化物层，从而提高其耐热性和耐腐蚀性。氟等离子体处理可以引入氟含量丰富的官能团，降低碳纤维表面的表面能量，改善其自洁性和耐腐蚀性。 在进行碳纤维表面的等离子表面处理时，需要考虑处理参数的选择。处理参数包括等离子体功率、处理时间、处理气体组成等。不同处理参数对碳纤维表面的改善效果有着重要影响。因此，在进行等离子表面处理时，需要根据具体的应用要求和处理目的选择合适的处理参数。 碳纤维表面的等离子表面处理是一种改善碳纤维表面性能的重要手段。通过采用不同的等离子体处理方式，可以改善碳纤维表面的润湿性、粘接性能、耐热性、耐腐蚀性等性能，从而提高碳纤维的综合性能和应用价值。在进行等离子表面处理时，需要合理选择处理参数，以达到最佳的处理效果。随着科技的不断进步和发展，碳纤维表面的等离子表面处理将在更广泛的领域得到应用。
碳纤维表面加工工艺 一、预处理 预处理是碳纤维表面加工的第一步，主要目的是去除碳纤维表面杂质，提高其表面清洁度。常用的预处理方法包括酸处理、氧化处理、机械研磨等。酸处理和氧化处理可以去除碳纤维表面的油污和石墨层，提高表面的润湿性和粘结性。机械研磨则可以通过物理方法使碳纤维表面粗糙化，增加表面的接触面积。 二、涂层处理 涂层处理是在碳纤维表面涂覆一层或多层涂层，以提高其耐腐蚀、抗氧化、耐磨等性能。常用的涂层材料包括树脂、金属、陶瓷等。涂层处理可以采用喷涂、电镀、化学镀等方法。喷涂适用于大面积涂覆，电镀和化学镀则适用于小面积或局部涂覆。涂层处理的碳纤维具有优异的使用性能和较长的使用寿命。 三、编织强化 编织强化是通过将碳纤维编织成各种形状和规格的织物，以提高其力学性能和结构稳定性。碳纤维织物在航空航天、汽车、体育器材等领域得到广泛应用。编织强化的方法包括机织、针织、编织等，不同的编织方法可以制备出不同结构、不同性能的碳纤维织物。编织强化可以提高碳纤维的抗拉强度、弹性模量等力学性能，同时还可以提高其耐高温性能和尺寸稳定性。 四、热处理 热处理是通过对碳纤维进行高温处理，以提高其力学性能和使用寿命。
热处理可以改变碳纤维内部的晶体结构和化学键合状态，使其更加稳定和致密。热处理的方法包括高温退火、真空热处理等，温度和时间的选择对碳纤维的性能有很大影响。经过热处理的碳纤维具有更高的强度和模量，同时还可以提高其抗氧化和耐腐蚀性能。 五、表面改性 表面改性是通过对碳纤维表面进行处理，改变其表面化学和物理性质，以提高其与其他材料的相容性和粘结强度。表面改性的方法包括化学氧化、等离子体处理、辐射接枝等。化学氧化可以将碳纤维表面的烃基变为羧基或酚羟基等极性基团，提高表面的润湿性和粘结性。等离子体处理则可以通过引入活性基团或改变表面能级分布，提高表面的反应活性和润湿性。辐射接枝则可以通过高能辐射引发聚合物单体在碳纤维表面接枝聚合，形成具有特定功能的涂层。经过表面改性的碳纤维具有更好的浸润性和粘结性，能够与其他材料形成更加牢固的界面结合，从而提高复合材料的整体性能。
预应力建筑碳纤维的表面改性与力学性 能研究 摘要：碳纤维是有机纤维经过一系列转化处理形成的具有优异力学性能，又 兼具柔软可加工性等特性的新材料，在现代化预应力建筑领域有着广泛应用，这 主要是因为碳纤维应用在建筑领域具有自重轻、施工方便、柔和型好、耐久性佳、抗高温和抗磨损性能优异以及适用于混凝土构件等优点。然而，随着现代化建筑 朝着预应力、高跨度和高层化方向发展的趋势，对建筑用碳纤维的力学性能提出 了更高的要求，这就要求对传统碳纤维进行表面改性处理，以进一步提升碳纤维 的润湿性和界面性能等。在此基础上，本文尝试采用逐层组装法对碳纤维进行表 面改性处理，并对比分析了不同层数的碳纤维的表面显微形貌和力学性能，以期 为高性能预应力建筑用碳纤维复合材料的制备提供参考 关键词：预应力；碳纤维；接枝改性；力学性能 引言 碳纤维材料是近年来研究比较热门的一种新型纤维材料，凭借着其耐高温、 耐腐蚀、超高强度、高模量和比重小等优点，广泛应用于航空航天、交通运输、 建筑及文体等多个领域。根据碳纤维原料的来源，碳纤维可大致分为:以沥青为 原料的沥青基纤维、以黏胶为原料的粘胶基纤维和以聚丙烯腈为原料的聚丙烯腈 基纤维。高性能碳纤维的问世，标志着材料发展史上又一次突破［2］。碳纤维 具有强度高、比重小、耐腐蚀、优异的电性能等多种特点，在军工、民用多个领域，与其他纤维的竞争中逐步发展壮大。随着碳纤维需求量的不断增长，碳纤维 材料已经成为人们研发新材料的重点。 1试验材料与方法 1.1试验原料
试验原料包括德州华益碳纤维制品有限公司提供的碳纤维（直径6μm、密度1.65g/cm3）、上海乃欧纳米科技有限公司提供的多壁碳纳米管（CNTs，直径 30μm、纯度98%）、吴江市南风精细化工有限公司提供的分析纯过硫酸钾和分析 纯硝酸银、上海一基实业有限公司提供的分析纯2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N和N,N 二异丙基乙胺，北京化学试剂厂提供的65%硝酸和98%硫酸以及分析纯丙醇。 1.2试验设计 制备100mm×100mm×100mm立方体试块，置于标准条件下养护。试验按照碳 纤维体积掺量的不同分为6组，减水剂的掺量为胶凝材料的0.5%，配合比见表3。碳纤维的体积掺量分别为0，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%，命名为D，D-1， D-2，D-3，D-4，D-5。每组均选取3个平行试块，分别测试3，7，14，28d的立 方体抗压强度，28d劈裂抗拉强度，取其算术平均值作为该组试块的强度值。待 试块养护28d后，对其进行SEM电镜试验和气孔结构试验。 1.3测试方法 采用AXISUltraDLD型X射线光电子能谱仪对碳纤维表面元素含量和官能团 进行表征，并对XPS图谱进行分峰拟合得到官能团相对含量；采用Quanta200FEG 型扫描电镜对碳纤维表面形貌进行观察；根据ASTMD3397标准在MTS-810型万能 材料试验机上进行碳纤维单丝拉伸强度测试，拉伸速率为6mm/min；采用三点短 臂梁弯曲法在MTS-810型万能材料试验机上进行层间剪切强度测试；采用ZB-903 型落锤冲击试验机进行室温冲击性能测试，取5组试样平均值作为测试结果。 2试验结果与分析 2.1试验现象 普通混凝土的破坏属于脆性破坏，表面形成正倒相接的八字形裂缝，荷载继 续加载裂缝往混凝土的内部扩展，此时混凝土开始向四周剥落，最后形成了正倒 相接的四角锥形状，而掺有碳纤维混凝土的试件呈现的是竖向的裂缝状态，后期 斜向裂缝的裂缝宽度明显较小且试件表面酥碎掉渣较少。碳纤维混凝土在重复的 受压荷载作用下，在达到峰值应力后，试件表面出现可以用肉眼观察到的裂缝。
碳纤维表面处理方法的探讨 1 引言 碳纤维在混凝土中的分散状态是碳纤维混凝土制备和应用过程中的关键问题，对其导电性能、电一力和力一电等效应具有重要的影响。国内外学者对碳纤维的分散开展了大量研究工作，美國纽约州立大学布法罗分校的D.D.L.Chung最早采用甲基纤维素（MC）作为分散剂对纤维分散进行改善。此外，她还提出对碳纤维进行表面改性的两种方法：一种是将碳纤维浸泡在强氧化剂溶液中或在臭氧中处理[1]，在其表面形成具有亲水性的含氧官能团；另一种方法是将碳纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，在纤维表面形成硅烷涂层而提高亲水性。孙辉、孙明清等发现在水泥浆体中掺加羧甲基纤维素钠（CMC）和硅灰能显著改善碳纤维的分散性。王闯等[2]使用甲基纤维素（MC）、羧甲基纤维素钠（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）3种常用分散剂后发现分散剂对短碳纤维的分散效果为HEC>CMC>MC。 2 常用表面处理方法 2.1 阳极氧化法 阳极氧化法，又称为电化学氧化表面处理，是以碳纤维作为电解池的阳极，石墨作为阴极，在电解水的过程中利用阳极生产的“氧”，氧化碳纤维表面的碳及其含氧官能团，将其先氧化成羟基，之后逐步氧化成酮基、羧基和二氧化碳的过程。 阳极氧化法对碳纤维的处理效果不仅与电解质的种类密切相关，并且增加电流密度与延长氧化时间是等效的。该表面处理方法可以通过改变反应温度、电解质浓度、处理时间和电流密度等条件进行控制。 通过此方法处理后，使碳纤维表面引入各种功能基团而改善纤维的浸润和黏接等特性，显著增加碳纤维增强复合材料的力学性能。庄毅等[3]采用碳酸氢铵为电解质，对PAN基碳纤维进行阳极氧化处理后，测试发现复合材料的层间剪切断裂转变为张力断裂，使其ILSS提高了49%。 阳极氧化法的特点是氧化反应缓和，易于控制，处理效果显著，可对氧化程度进行精确
碳纤维表面打磨方法 碳纤维是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，在航空航天、汽车和运 动器材等领域具有广泛的应用。为了使碳纤维的外观更加光滑、美观，通常需要进行表面打磨。下面介绍一些碳纤维表面打磨的方法。 方法一：手工打磨 手工打磨是最基本的打磨方法，适用于较小的碳纤维零件或表面面积 不大的碳纤维板材。打磨时需要使用砂纸或磨纸轮，先用较粗的砂纸 或磨纸轮进行初步打磨，然后逐渐转换到较细的砂纸或磨纸轮进行细 致的打磨。打磨时要保持手工稳定，力度均匀，避免在碳纤维表面留 下凹陷或凸起。 方法二：机械打磨 机械打磨使用专业的打磨设备，既能提高效率，又能保证打磨的质量。常用的机械打磨设备包括研磨机、抛光机和砂光机等。其中，研磨机 适用于初步打磨，抛光机适用于细致打磨，砂光机适用于对大面积碳 纤维板材进行打磨。在使用机械打磨时，需要根据碳纤维的特性以及 要求的表面质量选择合适的打磨工具和打磨参数，以避免对碳纤维造 成损害。 方法三：化学处理
化学处理是一种专业的碳纤维表面处理方法，可以有效地消除碳纤维表面的污垢和瑕疵，并使其表面更加光滑。常用的化学处理方法包括电化学抛光、酸洗、硝酸处理等。在进行化学处理前，需要了解碳纤维的化学性质以及要求的表面处理效果，以避免对碳纤维造成化学损害或表面毁坏。 需要注意的是，无论采用哪种碳纤维表面打磨方法，都需要严格控制打磨力度和打磨持续时间，以免对碳纤维造成损坏或影响碳纤维的性能。同时，在进行碳纤维表面打磨时，还需要遵循相关的安全操作规程，戴好手套、口罩、防护眼镜等安全防护措施，以保障人身安全和健康。 总之，碳纤维表面打磨是一项需要专业技术和经验的技术活，需要根据不同打磨材料和要求，选择合适的打磨方法和工具，并掌握正确的打磨技巧和安全操作规程，才能实现理想的打磨效果。
对碳纤维表面处理的认识与理解 碳纤维是一种新型的纤维材料，因其具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良性能而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。然而，碳纤维表面具有一定的亲水性和表面能，与其他材料接触时易产生剥离、分层等问题，因此碳纤维的表面处理变得尤为重要。本文将对碳纤维表面处理的认识与理解进行详细阐述。 一、碳纤维表面处理的必要性 由于碳纤维表面的亲水性和表面能，对各类粘接剂的黏附能力强，同时对于各种腐蚀环境的敏感度也较高。在实际生产、应用过程中，碳纤维经常需要和其他不同材料进行接触，如金属、陶瓷等。此时若没有进行必要的表面处理，易造成产物剥离、结构松散、化学腐蚀等问题，从而影响产品的使用性能。 二、碳纤维表面处理的方法 1、物理处理：该方法主要包括氧气、等离子体、激光等方法。其中，氧气处理是目前较为常用的方法。氧气在高温下与碳纤维表面发生氧化反应，改善纤维表面亲水性，增加其表面能。等离子体、激光处理也能有效地改善碳纤维表面性质。除此之外，还可采用研磨、喷砂等方法
将碳纤维表面的油污、杂质清除，提高其粘接性和耐腐蚀性。 2、表面涂层：这种方法是通过在碳纤维表面覆盖一层特殊涂层，来改善其表面性质。常用的涂层有聚合物、金属、氧化物等，可根据需要选择不同材料的涂层。例如，以聚合物涂层为例，可以通过电泳沉积、喷涂等方式在碳纤维表面涂覆一层聚合物薄膜，以增加碳纤维表面的粘接力和耐腐蚀性。 3、化学处理：该方法通过在碳纤维表面引入一些化学物质，改变其表面性质，以提高其粘接性和耐腐蚀性。常用的化学处理方法有表面喷涂、表面改性等。例如，采用表面改性法，可以将碳纤维表面进行阳离子化改性，增加其表面的化学反应活性，改善其粘接性和耐腐蚀性。 三、表面处理后的碳纤维性质变化 经过表面处理的碳纤维，其表面能被有效改善，亲水性变强，粘接力和耐腐蚀性能都能得到提高，从而可在更广泛、更复杂的应用中发挥更为优异的性能。 四、总结 碳纤维表面处理是当前碳材料领域的一个热点问题，对于完善碳材料的力学性能和表界面性能至关重要，是碳材料研究和应用的必经之路。在未来的发展中，需要不断
碳纤维表面改性技术 摘要 碳纤维是一种高性能的材料，它在军事及工业等领域已得到广泛的应用，但由于 表面结构的不足，而限制其在复合材料中的部分应用，因此，为了提高碳纤维复合材料 的界面结合力，目前国内外的多种表面改性技术得到广泛的应用，主要包括氧化处理， 表面涂层法，射线、激光辐射改性及其他处理方法等。 关键词 碳纤维，表面改性，氧化处理，表面涂层 / 、八— 1 前言 碳纤维是纤维状的碳素材料， 含碳量在 85%以上，它是利用各种有机纤维在惰性气 体中、高温状态下碳化而制得 [1] 。 碳纤维具有十分优异的力学性能，具有比强度高、比模量高等优异特性，在国民经 济各个领域得到广泛应用。 是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高 的比模量的纤维，特别是在2000C 以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的 物质，是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。除了优异的力学性能外， 碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动 衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。 作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工 性，是先进复合材料最重要的增强材料， 已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用， 从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。 因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。碳纤维 产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作 用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经 济有举足轻重的影响 [2] 。 2 碳纤维的简介 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解 而制成的，其含碳量在 85％以上，在热裂解过程中排出其它元素，形成石墨晶格结构 根据性能的不同可分为高强度、高模量碳纤维，活性碳纤维和离子交换碳纤维。根据制 (PAN)基碳纤维、胶粘基碳纤维、沥青基碳纤维、酚基碳 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的 1/4，碳纤维树脂复合材 料抗拉强度一般都在 3500Mpa 以上，是钢的 7~9倍，抗拉弹性模量为 23000~43000Mpa 亦高于钢。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从 这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景 碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。通过在离子气体中用腐蚀方法 研究碳纤备的原料不同可分为聚丙烯腈 纤维等 [2,3] 。
表面处理对碳纤维及其复合材料性能的影响 摘要：碳纤维表面活性官能团较少，难以与极性聚合物相容。通过碳纤维的表面处理，可以接枝官能团和短支链、长链结构和聚合物等，可以改变碳纤维的比表面积和表面极性，提高其与基体的相容性，并扩展碳纤维的适用范围。 关键词：表面处理；碳纤维；复合材料；性能影响 前言 碳纤维作为最受关注的高性能纤维之一，其表面改性一直受到人们的广泛关注。国外尤其是日本、美国等发达国家对于碳纤维的制备、改性已有较深入的研究，并取得了一系列成果。目前，国内外对于碳纤维表面接枝法的研究较多，且普遍围绕如何提高碳纤维与基体复合材料的界面粘结力展开。碳纤维与基体复合材料的界面粘结机理十分复杂，目前虽已有一些实验和理论对此进行了说明，但相关研究者尚未达成统一认识，仍需进行大量深入的研究。利用化学接枝法可以有效增加碳纤维的表面粗糙度，提高碳纤维与基体间的粘结力，保证碳纤维材料高强性能的有效发挥。 1氧化法 氧化法根据氧化介质不同分为液相氧化、气相氧化、电化学氧化等。液相或气相氧化是将碳纤维置于具有氧化性的液体或气体中处理的方法。采用HNO3氧化处理碳纤维，并将处理结果与其他研究人员的结果做对比，发现不同研究人员的研究结果差异较大。他们认为硝酸氧化处理，可以消除碳纤维制备过程中表面存留的碎片但是表面刻蚀效果并不明显。王影[4]将碳纤维置于臭氧气氛中进行处理，结果发现臭氧处理后，碳纤维表面发生一定程度的刻蚀，致使碳纤维表面变粗糙，但是表面的氧元素含量、含氧极性官能团的相对含量都有所增加。臭氧处理后的碳纤维表面仍为类石墨结构，但表面石墨化程度下降，表面被活化。 2高能辐射处理法 高能辐射处理是利用高能射线发出的微粒子或者等离子体轰击纤维的表面，在纤维表面与树脂基体间产生化学键合作用，提高树脂基体对碳纤维的润湿性。采用电晕放电的方式产生低温等离子体。通过该途径产生的低温等离子体包括大量活性离子，这些粒子能与碳纤维表面发生相互作用，清洁纤维表面，使碳纤维表面变粗糙，同时产生微观球状结构；根据放电气体的不同，在纤维表面引入不同的化学基团；改变纤维表面的接触角和表面能。碳纤维表面性能的改善和本体拉伸强度的改变，使碳纤维复合材料的力学性能发生变化。采用γ射线处理日本东丽公司生产的不同型号碳纤维，研究了不同辐射介质对碳纤维本体结构和表面性能的影响。他们发现石墨化程度低和表面粗糙的碳纤维在辐射处理后石墨化程度增加，石墨化程度高并且表面光滑的处理后降低，但所有纤维的表面能都提高了。辐射介质对碳纤维表面化学性能有影响，在氩气中纤维表面的氧质量分数降低，在环氧氯丙烷中氧质量分数增加。 3表面涂层法 采用六氯环三磷腈作偶联剂改善碳纤维表面性能。研究人员将日本东丽公司生产的T700S除胶后在HNO3中氧化处理2h以引入极性官能团，再经过一系列的化学试剂处理，最终在纤维表面引入胺基官能团。该方法处理后的碳纤维力学指标基本不变，用其制成的复合材料层间剪切强度提高了71.2%。电聚合法是在
碳纤维的表面处理
碳纤维的表面处理 (Carbon fibre surface treatment) 作者（writer）：夏杨（Xia Yang） 摘要(Abstract)：碳纤维是制备高性能纤维增强复合材料的一种主要的增强纤维。通过对碳纤维进行适当的表面预处理，有利于形成其与基体间的有效界面，实现两者间载荷的传递，充分发挥碳纤维的增强效应，从而有效提高复台材料的力学性能及耐高温性能。本文阐述了碳纤维表面处理的作用和目的，较详细地介绍了几种常用的碳纤维表面处理工艺及其机理，为在橡胶基复合材料制备过程中确定碳纤维的高效表面处理方法奠定了基础，对新型高性价比碳纡维增强橡胶基复合材料的开发具有重要意义。 关键词(keywords)：碳纤维表面处理 正文(Text) ：在过程工业中，设备、管道等的密封问题一直受到人们的关注。泄漏一旦发生。轻则浪费原材料和能源，重则造成严重的经挤损失和环境污染。甚至酿成重大人身伤害事故。密封装置的密封能力主要取决于密封材料和元件的性能。长期以来，石棉橡胶板作为一种常用密封材料广泛应用于各行各业。然而，由于石棉是一种公认的致癌物质，近年来，西方许多发达国家相继开始禁用石棉制品。因此寻求适用的非石棉纤维替代石棉纤维，研制高性价比的非石棉纤维增强密封复合材料，成为当前密封研究领域的一个热点ｏ“３。 碳纤维是近代发展起来的一种增强材料，具有高比强度和高比模量以及较高的抗蠕变性能“１５３且耐疲劳、耐腐蚀，已成为最重要的增强材料之一＋广泛应用于制备纤维增强树脂基材料“１。在密封技术领域，近年来。碳纤维也逐渐成为开发耐高温橡胶基密封材料的首选增强纤维”“…。但是，碳纤维