碳纤维的表面改性方法与流程

技术特征：
1.一种碳纤维的表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳纤维原丝进行碳化处理，得到碳化产物；将碳化产物进行氟化处理后，得到中间产物；将中间产物作为阳极，并以碳酸氢铵为电解质，进行电化学反应，然后得到预产物；对预产物进行后处理，即得到改性的碳纤维。2.如权利要求1所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述将碳纤维原丝进行碳化处理包括：先将碳纤维原丝进行预氧化处理，得到预氧化产物，然后将预氧化产物依次进行低温碳化处理和高温碳化处理。3.如权利要求2所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述将碳纤维原丝进行预氧化处理的条件包括：在温度为200℃～260℃下，并采用6段梯度升温的方式，然后氧化反应75～85min。4.如权利要求2所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述低温碳化处理的条件包括：在3％～4％的牵伸比下，于400℃～750℃下6段梯度低温碳化处理1.5～2.5min。5.如权利要求2所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述高温碳化处理的条件包括：在-3％～-4％的牵伸比下，于1000℃～1600℃下，经7段梯度升温高温碳化处理1.5～2.5min。6.如权利要求1所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述氟化处理的条件包括：在ph＝2～3的氢氟酸溶液中，浸渍处理30～40s。7.如权利要求1所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，在对所述中间产物进行电化学反应前，所述表面改性方法还包括：对中间产物进行碳酸氢铵浸渍处理。8.如权利要求7所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述碳酸氢铵浸渍处理的条件包括：在浓度为2％～8％wt的碳酸氢铵溶液中，浸泡10～15s。9.如权利要求1所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述电化学反应的条件包括：在2％～8％wt的碳酸氢铵为电解质溶液，温度为20℃～40℃，时间为5～25s。10.如权利要求1所述的碳纤维的表面改性方法，其特征在于，所述对预产物进行后处理的步骤包括：对预产物依次进行水洗、干燥、上浆以及再干燥的处理。

技术总结
本发明公开了一种碳纤维的表面改性方法，包括以下步骤：将碳纤维原丝进行碳化处理，得到碳化产物；将碳化产物进行氟化处理后，得到中间产物；将中间产物作为阳极，并以碳酸氢铵为电解质，进行电化学反应，然后得到预产物；对预产物进行后处理，即得到改性的碳纤维，本发明通过将碳纤维原丝经氟化处理，可以在不改变原丝油剂体系的情况下，有效的清洁了碳纤维表面的焦油，氟化过程会刻蚀纤维表面的碳无定形区，增加次级键，增强复合材料的界面性能；经碳酸氢铵电解处理，将碳纤维表面引入极性官能团，增大碳纤维的表面自由能，提高碳纤维表面与树脂的浸润性能，提高了碳纤维复合材料的层间剪切强度。间剪切强度。


技术研发人员：丛宗杰 孙家乐 张月义 李松峰 沙玉林
受保护的技术使用者：威海拓展纤维有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/1/14