电化学阴阳极交变处理对碳纤维表面组成和微观结构的影响

马云娇^1,2，王菊琳^1,2，蔡小平^1,3

1. 北京化工大学,国家碳纤维工程技术研究中心2. 北京化工大学,材料电化学过程与技术北京市重点实验室3. 中国石油吉林石化公司

摘 要：采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）方法,尝试将电化学阴阳极交变技术应用于碳纤维表面处理,研究了电化学阴阳极交变处理对PAN基碳纤维表面组成和微观结构的影响。结果表明,电化学阴阳极交变处理使碳纤维表面沟槽加深,可以增加碳纤维与基体的锚固作用;表面C含量降低而O含量升高,表面含氧官能团中COOH含量明显增加,而C-OH含量减少,增大了碳纤维的表面活性,使其更有利于与基体以化学键的形式结合;同时电化学阴阳极交变处理碳纤维过程中阴极产生的氢能渗入碳纤维内部,使碳纤维晶体结构的微观尺寸发生变化,（002）晶面间距d（002）增大,堆垛厚度Lc增大,使得碳纤维直径增大。处理后层间剪切强度（ILSS）明显增加以及部分组别碳纤维的拉伸强度（Tensile strength,TS）增加。

关键词：碳纤维;电化学阴阳极交变;官能团;