下载后可任意编辑碳纤维表面处理技术的讨论进展1下载后可任意编辑 碳纤维表面处理技术的讨论进展 摘要: 本文主要介绍了碳纤维的特点及碳纤维表面处理常见方法的原理和进展, 并详细介绍了纤维表面涂层的方法和复合表面处理方法。综合各种表面处理技术, 了解到复合表面处理将会成为今后讨论热点。关键词: 碳纤维 表面处理 纤维涂层 复合处理前言碳纤维是纤维状的碳材料, 密度比金属铝低, 但强度却高于钢铁, 而且具有耐腐蚀、 高模量的特性。既有碳材料”硬”的固有本征, 又兼备纺织纤维”柔”的可加工性, 是新一代军民两用新材料, 广泛应用于航空、 航天、 交通、 体育休闲用品、 医疗、 机械、 纺织等各领域。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养提高方面发挥着重要作用, 对中国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义[1]。众所周知, 纤维的表面活性在很大程度上取决于其表面的表面能, 活性官能团的种类和数量, 酸碱交互作用和表面微晶结构等因素。从表面形态上看, 碳纤维的表面有很多孔隙、 凹槽、 杂质及结晶, 这些对复合材料的粘绮陛能有很大影响。从化学组成来看, 碳纤维整体主要是碳、 氧、 氮、 氢等元素, 未经表面处理的碳纤维表面羟基、 羰基等极性基团的含量较少, 不利于其与基体树脂的粘结[2]。碳纤维的表面性质也受到其制备工艺的影响, A．Fieldly[3]等采纳相同的表面处理方法, 处理了不同牌号的碳纤维, 发现其表面性质有很大差异。碳纤维的类石墨结构决定了其表面呈化学惰性, 不易被基体树脂所浸润以及发生化学发应, 与基体树脂的粘结性能较差, 表现为CFRP的偏轴强度较低。因此, 要改进CFRP的界面性能, 必须改进碳纤维的表面性能。 为了改进碳纤维复合材料的界面粘接性能, 必须对碳纤维表面进行处理。表面处理可起到以下3种作用”。: 第一, 防止弱界面层(weak boundary layer)的生成。作为WBL有: ①所吸附的杂2下载后可任意编辑质、 脱模剂等; ②界面层老化时形成的氧化层、 水合物层等: ③与基体的不充分浸润而所束缚的空气层等。第二, 产生适合于粘接的表面形态, 使增强材料表面生成凹凸, 经过抛锚效应而提高界面粘接性能．但凹凸过多粘接也不好, 因此应作适当调整。第三, 改进树脂和增强材料的亲合力。例如, 增强材料和树脂的极性差异很大时, 在增强材料表面涂上极性中等的覆盖剂; 还能够在表面上进行化学处理, 导入一些官能团而提高...
