国产聚丙烯腈基高强高模碳纤维电化学氧化表面处理工艺

来源期刊：复合材料学报2018年第9期

论文作者：乔伟静 田艳红 张学军

文章页码：2449 - 2457

关键词：聚丙烯腈(PAN)基高强高模碳纤维;循环伏安;电化学氧化法;力学性能;表面处理;

摘    要：以国产聚丙烯腈（PAN）基M55J级碳纤维（CF）为研究对象,首先在不同电解液体系中进行循环伏安多重扫描,比较其氧化能力的差异,进行电解液的筛选。然后用最佳电解液对CF进行恒流连续氧化处理,通过Raman光谱、XPS和SEM的表征,研究了电化学氧化对高强高模CF表面结构及化学组成的影响,并通过测试CF束丝拉伸性能及其与树脂结合后的层间剪切强度对CF的力学性能进行了表征。研究结果表明,NH4HSO4电解质溶液对CF进行表面处理时,其刻蚀能力最强,可以有效改善其表面活性,增大其表面粗糙度和含氧官能团数量。采用0.6mol/L的NH4HSO4电解液体系,在1mA·cm^-2电流密度下对CF进行阳极氧化,CF与树脂间的层间剪切强度比未处理提高了164%,同时CF的拉伸强度略有提高,模量无明显变化。