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改善碳纤维浸润性的N种方法
发布时间:2019-05-23   浏览次数:92

碳纤维与基体树脂复合前需要进行表面处理,使纤维表面活化。下面介绍几种处理方法,供各位了解一下。

硝酸氧化法

将待处理的纤维完全浸在装有回流管和温度计的60%或70%硝酸槽里,将酸煮沸,恒沸24 h后,取出用水洗净,必须在蒸馏水中蒸煮几次,并在水中漂洗过夜,洗净痕迹量的酸,然后在150~200℃下真空干燥。处理后,复合材料的层间剪切强度可提高一倍。

次氯酸法

用乙酸调节10%或20%次氯酸钠水溶液至pH为5.5,最佳处理条件是:温度45℃,浸置16 h。处理后的纤维制成复合材料的层间剪切强度从21 MPa提高到70 MPa,同时也提高了弯曲强度。

空气氧化法

纤维在空气中氧化,控制温度在400或600℃,时间为1.5 h或4 h。可使复合材料的层间剪切强度从19 MPa提高到66 MPa。

电解NaOH处理法

处理条件:NaOH溶液的浓度为5%,处理3 min,干燥温度为66℃。

生长晶须法

将1100~1650℃硅气体通入碳纤维中,使硅蒸气与碳直接化合为垂直于纤维表面的羊毛状的碳化硅晶须。当碳化硅晶须含量达6%时,试样的剪切强度高达143 MPa。

蒸气沉积法

碳纤维连续通过蒸气处理器,纤维便被加热到400~1600℃,处理时间随蒸气种类(SiC,FeC,CH4))不同分别为6~12。

溶液还原法

分两步进行。第一步将纤维通过处理液,经干燥脱除溶剂,第二步加热纤维,使沉积其表面的物质分解,生成能与碳纤维起反应的分解物,纤维在溶液中的处理时间为4 s,干燥时间为25 s。

目前研究成功的三种处理液是:1%~5%三氯化铁的苯溶液或水溶液;1%~3%二茂铁的甲苯溶液;0.1%聚苯基二氮萘(PPQ)的氯仿溶液。

其它处理法

聚合物涂层法,是使纤维表面含有1%~2%各种树脂;还有通过电化学方法在碳纤维上接枝丙烯腈等单体,以改善与树脂粘结;也可用等离子聚合工艺改进碳纤维表面。

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来源:化工新材料
 关键词:碳纤维 | 化工原料
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