一种在超临界甲醇中碳纤维表面涂覆聚乙烯亚胺的方法

摘要

一种在超临界甲醇中碳纤维表面涂覆聚乙烯亚胺的方法，它涉及一种在超临界甲醇中碳纤维表面改性的方法。本发明的目的是要解决现有碳纤维表面改性的方法存在破坏了碳纤维本体结构和降低碳纤维强度的问题。方法：一、碳纤维的抽提处理；二、涂覆，得到表面涂覆聚乙烯亚胺的碳纤维。优点：一、本发明中超临界流体有较强的渗透和传质能力，使聚乙烯亚胺涂覆后的碳纤维表面均匀且致密；二、本发明对碳纤维的本体结构没有破坏，拉伸性能不会损失；三、本发明耗时短，操作简单，易于实施；四、本发明以醇作为超临界介质，不污染环境，利于环保。本发明可获得一种在超临界甲醇中碳纤维表面涂覆聚乙烯亚胺的方法。

主权项

一种在超临界甲醇中碳纤维表面涂覆聚乙烯亚胺的方法，其特征在于它具体是按以下步骤完成的：一、碳纤维的抽提处理：①、将碳纤维放入装有丙酮的索氏提取器中，在温度为75℃～85℃的条件下使用丙酮去除碳纤维表面的杂质，清洗时间为2h～8h，再将清洗后的碳纤维取出，得到丙酮清洗后的碳纤维；②、将丙酮清洗后的碳纤维置于超临界装置中，在温度为350℃～370℃和压力为8MPa～14MPa的超临界丙酮‑水体系中浸泡20min～30min，得到去除环氧涂层后的碳纤维；步骤一②中所述的超临界丙酮‑水体系中丙酮与水的体积比为5:1；步骤一②中所述的丙酮清洗后的碳纤维的质量与超临界丙酮‑水体系的体积比为1g:(35mL～80mL)；③、将去除环氧涂层后的碳纤维置于索氏提取器中，在温度为75℃～85℃的条件下使用丙酮清洗去除环氧涂层后的碳纤维2h～4h，得到丙酮清洗后的碳纤维；再将丙酮清洗后的碳纤维取出，放入温度为70℃～80℃的烘箱中干燥2h～4h，得到抽提处理后的碳纤维；二、涂覆：①、将无水甲醇置于容器中，然后加入聚乙烯亚胺，得到聚乙烯亚胺/无水甲醇混合溶液；再将抽提处理后的碳纤维浸入到聚乙烯亚胺/无水甲醇混合溶液中，再将容器放入不锈钢釜中，封闭不锈钢釜；步骤二①中所述的无水甲醇与聚乙烯亚胺的体积比为(4～12):1；步骤二①中所述的抽提处理后的碳纤维的质量与聚乙烯亚胺/无水乙醇混合溶液的体积比为(0.001g～0.008g):1mL；②、将盐浴炉从室温加热至230℃～250℃，再将封闭的不锈钢釜放入到盐浴炉中，在压力为5MPa～7MPa和温度为230℃～250℃的条件下涂覆处理10min～30min，得到涂覆处理后的碳纤维；③、将不锈钢釜从盐浴炉中取出，再在室温下自然冷却10min～20min，再使用冷水喷淋将不锈钢釜降温至室温，再打开不锈钢釜，取出涂覆处理后的碳纤维，再使用去离子水对涂覆处理后的碳纤维进行洗涤，至洗涤液的pH值为7，再将涂覆处理后的碳纤维放入无水乙醇中清洗3次～5次，取出后再在温度为80℃～120℃的烘箱中干燥4h～8h，得到表面涂覆聚乙烯亚胺的碳纤维。