一种碳纤维表面改性的方法

摘要

一种碳纤维表面改性的方法，涉及一种表面改性的方法。本发明是要解决现有碳纤维表面改性的方法存在的在提高碳纤维表面能的同时也损失了碳纤维的本体强度，导致其最终的复合材料性能降低的技术问题。本发明的制备方法如下：一、对碳纤维进行表面预处理；二、将表面预处理后的碳纤维浸入亚临界水-高锰酸钾体系中进行表面氧化处理；三、对氧化后的碳纤维进行清洗干燥。本发明的碳纤维表面的含氧量最高可达22.70％，而且对碳纤维本体强度的损失控制在6％以内，适用于航天、汽车、交通、建筑、化工等领域。

主权项

一种碳纤维表面改性的方法，其特征在于碳纤维表面改性的方法是按以下步骤进行的：一、对碳纤维束进行表面预处理：将碳纤维束放入抽提装置，在丙酮中于75～85℃抽提4～6h后，将碳纤维束放入超临界装置，在超临界丙酮‑水体系中于360～370℃浸泡20～30min，对碳纤维束进行进一步的表面清洗，再将处理过的碳纤维束再次放入抽提装置中，在丙酮中于75～85℃抽提2～4h。二、将表面预处理后的碳纤维束浸入亚临界水‑高锰酸钾体系中进行表面氧化处理：在30～40ml摩尔浓度为1～1.5mol/L的硫酸中加入0.2～0.5g高锰酸钾配制氧化液，将经过步骤一表面预处理后的碳纤维束放入试管中，使氧化液浸没碳纤维束，再将试管放入反应釜，将反应釜放入超临界装置中，在320～330℃条件下反应20～30min后，取出反应釜，使之自然冷却至室温。三、对氧化后的碳纤维束进行清洗干燥：打开反应釜，取出试管中的碳纤维束，用蒸馏水冲洗，冲洗过后，将碳纤维束放入抽提装置中，在丙酮中于75～85℃抽提2～4h，将碳纤维束放入质量浓度为36％～38％的浓盐酸中在80～90℃条件下加热回流2～4h，使碳纤维束上的高锰酸钾与质量浓度为36％～38％的浓盐酸反应生成氯气，除掉纤维上残留的高锰酸钾，然后取出碳纤维束，用蒸馏水冲洗碳纤维束直至冲洗后液体为中性后，将碳纤维束放入70～90℃烘箱中18～24h。