一种利用芳基重氮盐体系对碳纤维表面改性的方法

摘要

一种利用芳基重氮盐体系对碳纤维表面改性的方法，它涉及一种对碳纤维表面改性的方法。本发明为了解决目前的碳纤维表面改性的方法生产效率低、易污染、成本高和同时纤维强度损失较大的技术问题。本发明的方法：一、清洗；二、芳基重氮接枝反应。本发明方法简单易行、价格低廉，环保无污染，适用于大批量生产。本发明可应用于军事及民用工业等领域。

主权项

一种利用芳基重氮盐体系对碳纤维表面改性的方法，其特征在于利用芳基重氮盐体系对碳纤维表面改性的方法具体是按以下步骤进行：一、清洗：①以丙酮为提取液，在温度为75℃～85℃的条件下对碳纤维束进行索氏提取除杂，索氏提取时间为2h～8h，得到干净的碳纤维；②将步骤一①得到的干净的碳纤维置于超临界丙酮‑水体系中浸泡20min～30min，得到去除环氧涂层后的碳纤维；所述的超临界丙酮‑水体系是在温度为350℃～370℃和压强为8MPa～14MPa的条件下；所述超临界丙酮‑水体系中由水和丙酮混合而成，其中所述的水与丙酮的体积比为1：(4～6)；③以丙酮为提取液，在温度为75℃～85℃的条件下对步骤一②得到的去除环氧涂层后的碳纤维进行索氏提取，索氏提取时间为2h～8h，取出后置于温度为70℃～80℃的条件下干燥2h～4h，得到干燥清洗后的碳纤维；二、芳基重氮接枝反应：①将步骤一③得到的干燥清洗后的碳纤维缠绕在玻璃片上，然后将缠有清洗后碳纤维的玻璃片放入到三口烧瓶中，向三口烧瓶中倒入水/对苯二胺混合液使得缠有清洗后碳纤维的玻璃片完全浸入到水/对苯二胺混合液中，且缠有清洗后碳纤维的玻璃片利用其长度水平卡在三口烧瓶中并置于磁性转子上面，在磁性搅拌的条件下进行搅拌加热，从室温加热至温度为70℃～90℃为止，在温度为70℃～90℃和磁性搅拌的条件下逐滴加入亚硝酸异戊酯，滴加完成后继续在温度为70℃～90℃和磁性搅拌的条件下搅拌12h，得到含有杂质的苯胺官能化的碳纤维；所述的水/对苯二胺混合液中对苯二胺的物质的量与水的体积比为1mmol:(7mL～8mL)；所述的亚硝酸异戊酯与水/对苯二胺混合液中对苯二胺的物质的量的比为1:(1.5～2.5)；②将步骤二①得到的含有杂质的苯胺官能化的碳纤维取出后完全浸入DMF中，DMF由无色变成深紫色，用DMF多次洗涤步骤二①得到的含有杂质的苯胺官能化的碳纤维至DMF无色，得到DMF清洗的苯胺官能化碳纤维；③将步骤二②得到的DMF清洗的苯胺官能化碳纤维在温度为75℃～80℃的条件下干燥2h～4h，得到干燥的苯胺官能化碳纤维。