中間相瀝青基碳纖維的制備及其表面處理的研究.pdf

1、本文以日本AR中間相瀝青為原料，利用元素分析、紅外光譜分析等分析方法研究了其組成及結(jié)構(gòu)，分析在制備中間相瀝青基碳纖維過(guò)程中各個(gè)階段其結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AR中間相瀝青在360℃時(shí)具有較好的可紡性，在紡絲溫度為360℃、壓力在0．01MPa、收絲速度為500r/min的條件下可以得到瀝青纖維，通過(guò)氧化、碳化可得到性能較好的瀝青碳纖維，并研究了碳纖維的斷面形貌。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察，碳纖維的橫截面呈洋蔥皮及洋蔥皮-輻射

2、混合型結(jié)構(gòu)。 利用正交法研究了電化學(xué)氧化法對(duì)中間相瀝青基碳纖維表面處理過(guò)程中各因素對(duì)表面處理效果的影響，并獲得了優(yōu)化的表面處理?xiàng)l件。利用付立葉變換紅外光譜掃描，X射線光電子能譜等分析手段，對(duì)優(yōu)化的最佳條件下的表面處理效果進(jìn)行表征。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，證明在硝酸預(yù)處理時(shí)間為24小時(shí)，電解氧化時(shí)間為180s；電流強(qiáng)度為0．5A；電解質(zhì)濃度為0．6mol·L-1的條件下，碳纖維表面出現(xiàn)了羥基、羰基以及羧基等極性基團(tuán)增長(zhǎng)的現(xiàn)象，這使碳纖維的化學(xué)鍵

3、合點(diǎn)增加，從而增加碳纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度，提高了與樹(shù)脂的界面結(jié)合性能。另一方面，將處理后的碳纖維與樹(shù)脂復(fù)合制備樣條測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，碳纖維表面處理過(guò)程將其復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度（ILSS）提高到45．324MPa，較未經(jīng)硝酸預(yù)處理而直接進(jìn)行電化學(xué)氧化表面處理的碳纖維提高了24．1％，較未經(jīng)表面處理碳纖維提高了49．4％。 另外，為了提高碳纖維與樹(shù)脂界面的結(jié)合力，陽(yáng)極氧化后在其表面設(shè)計(jì)涂覆聚合物復(fù)合涂層來(lái)提高其復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度。