【技术】碳纤维的表面改性是碳纤维生产和使用的关键_金徕

碳纤维是一种重要的纤维材料，碳纤维具有高比强度、高比弹性模量、耐高温、耐腐蚀等优良性能。广泛应用于交通运输、生物医药等高科技行业。但是，由于碳纤维是一种由鳞片石墨等有机纤维沿纤维轴堆叠而成的微晶石墨材料，其表面具有高度结晶的非极性石墨片层结构，具有化学性。变成一个界面。性能差，严重影响后续复合材料的整体性能，严重限制了其在某些工况下的使用。等离子表面处理技术可以解决这个问题。 如今，碳纤维表面改性是碳纤维制造过程中必不可少的重要环节。日本东丽、日本三菱丽阳、德国西格里等碳纤维厂家均采用表面改性效果作为衡量碳纤维质量的重要指标。因此，对碳纤维进行表面改性以提高碳纤维表面和界面的亲水性是碳纤维生产和使用的关键。 近年来，国内外学者和业界对碳纤维的表面改性进行了大量研究。在这些因素中，提高碳纤维的表面粗糙度和增加表面化学官能团的数量是提高碳纤维表面界面性能的关键。常用的碳纤维表面改性方法主要有表面氧化、表面包覆、高能束辐照、超临界流体表面接枝、等离子表面改性等。电化学氧化工艺具有生产连续性强、工艺条件易于控制等特点，在工业上得到实际应用。但是，它仍然使用大量化学品，消耗大量能源，产生大量废水和废水，而且在高弹性碳纤维的情况下，它很难氧化，需要较长的处理时间。

与传统工艺相比，金徕等离子表面处理改性技术具有清洁、环保、省时、高效等优点，成为当今广泛使用的方法。等离子表面处理的工作原理主要有两个方面。另一方面，通过蚀刻去除纤维表面上的污染物来增加纤维表面积和表面粗糙度。 碳纤维的表面改性是通过常压等离子清洗机进行表面处理，利用等离子体中的活性粒子与水分子的相互作用，去除碳纤维的表面浆料，提高亲水性。 碳纤维是一种在高温下碳化的纤维材料，含碳量在85%以上，包括碳纤维和石墨纤维。碳纤维是在0～2300℃处理的（有机）纤维的含碳量为85%～95%的纤维。石墨纤维是一种含碳量的纤维，其中（有机）纤维在2300℃或更高温度下处理。碳纤维作为一种高性能纤维，具有比强度高、比弹性模量高、热膨胀系数小、摩擦系数小、性能优良等优点，因此成为树脂基复合材料的重要增强材料。近几年的材料。耐低温。广泛用于航空航天零件和体育用品。碳纤维表面呈惰性，比表面积小，边缘活性碳原子少，表面能低，对树脂的润湿性低，两相界面之间的附着力低, 复合材料的层间剪切强度低。 (ILSS) 低。这影响了复合材料的综合性能，限制了碳纤维在先进复合材料领域的进一步推广和应用。为了提高碳纤维增强树脂基复合材料的性能，需要对碳纤维的表面进行改性，以提高碳纤维的粘合性等。 碳纤维作为一种重要的纤维材料，具有高比强度、高弹性模量、耐高温、耐腐蚀等优良性能。等高新技术产业。但是，由于碳纤维是薄片状石墨微晶等有机（有机）纤维在纤维轴方向上层叠而成的微晶石墨材料，因此其表面具有非极性的高结晶石墨片状结构，相对而言是相对的。高化学惰性。影响较差的表面和界面性能。这影响了后续复合材料的综合性能，显着限制了碳纤维在特殊工况下的应用。目前，碳纤维的表面改性已成为碳纤维生产制造过程中不可或缺的重要工艺。因此，对碳纤维进行表面改性处理，以改善碳纤维的表面和界面性能，对于碳纤维的生产和使用非常重要。 碳纤维是最常用的高性能纤维增强聚合物基复合材料之一。无机 碳纤维具有低密度、高强度、高弹性模量、耐高温、耐化学药品、优良的机械减震性能等一系列优良性能，但碳纤维的表面是非极性的。特征。结晶石墨基材结构表现出较高的反应惰性，当碳纤维与树脂复合形成复合材料时，两者的界面变弱，难以表现出复合材料的优异性能。通过对碳纤维表面进行处理以提高界面结合强度来改善碳纤维复合材料的力学性能非常重要，因为它会影响碳纤维复合材料的性能。化学氧化、偶联剂涂层和常压等离子处理具有清洁环保、省时省高（效率）、对纤维损伤小、适合连续生产等优点。