碳纖維表面改性研究進(jìn)展(1).pdf

1、 年 月 化 學(xué) 研 究第 卷 第 期 CHEM ICAL RESEARCHhttp ：hxya cbpt cnki net碳纖維表面改性研究進(jìn)展劉保英 ， ，王孝軍 ，楊 杰 ， 倡 ，丁 濤 倡（ 四川大學(xué) 高分子科學(xué)與工程學(xué)院 ，四川 成都 ； 河南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 ，河南 開封 ； 四川大學(xué) 分析測試中心 ，四川 成都 ）摘 要 ：碳纖維因其優(yōu)異的綜合性能常被用作樹脂基體的增強(qiáng)材料 然而由于碳纖維與樹脂基體之間的界面結(jié) 合性能較差 ，其增強(qiáng)的復(fù)合材料的力學(xué)性能往往與理論值相差甚遠(yuǎn) ，因此必須對(duì)碳纖維進(jìn)行表面改性 ，以提高其 與聚合物基體的界面粘結(jié)性能 本文作者綜述了國內(nèi)外關(guān)于碳纖維表

2、面改性技術(shù)的研究進(jìn)展 ，概述了涂層法、氧 化法、高能輻射法等改性方法對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料界面強(qiáng)度的改性效果 關(guān)鍵詞 ：碳纖維 ；表面改性 ；研究進(jìn)展中圖分類號(hào) ：O 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 ：A文章編號(hào) ： （） Research progress of surface modification of carbon fiberLIU Baoying , , WANG Xiaojun , YANG Jie , 倡 , DING Tao 倡( . Colle ge o f Poly mer Science & Engineering , Sichuan Universit y , Cheng du ,

3、 Sichuan , China ; . Colle ge o f Che m istr y and Che m ical Engineering , H enan University , K ai f eng , H enan , China ; . A naly tical & Testing Center , Sichuan University , Cheng du , Sichuan , China)Abstract : Carbon fiber （CF） has been widely used as a reinforcement of polymer composit

4、e due to its excellent comprehensive performance However ，the strength of CF reinforced resin ma trix composite is always much lower than the theoretically predicted value due to smooth sur face and chemical inertness of carbon fiber w hich lead to a poor interface between CF and res ins Thus ，the r

5、esearch on surface modification of carbon fiber is very important in the compos ites applications This article presents an overview of some surface modification methods of CF ，such as coating method ，oxidation process and highenergy radiation treatment ，and intro duces the modified effect of each me

6、thod on the interfacial strength of carbon fiber reinforced polymer composite Keywords ：carbon fiber ；surface modification ；research progress 碳纖維（CF ）以其高比強(qiáng)度、高比模量、小的線 膨脹系數(shù) 、低密度、耐高溫、抗腐蝕、優(yōu)異的熱及電傳 導(dǎo)性等特點(diǎn) ，被稱為新材料之王 ，常用作高性能樹脂 基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料 ，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造 、國防 軍工、汽車、醫(yī)療器械、體育器材等方面 工業(yè)化收稿日期 ： 基金項(xiàng)目 ：河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目 （ A）

7、 作者簡介 ：劉保英 （ ） ，女 ，講師 ，研究方向?yàn)榫酆衔锘鶑?fù)合材料改性研究 倡 通訊聯(lián)系人 E mail ppsf scu edu cn ， ： ， dingtao henu edu cn 生產(chǎn)的碳纖維按前驅(qū)體原料的不同可以分為 ：聚丙 烯腈基（PANbased） 、黏膠基、瀝青基碳纖維和氣相 生長碳纖維 與另外 種碳纖維相比 ，PAN 基碳纖維生產(chǎn)工藝簡單 ，產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異 ，產(chǎn)量約占 全球碳纖維總產(chǎn)量的 以上 自 年問世 以來 ，PAN 基碳纖維取得了長足的發(fā)展 ，成為碳纖 維工業(yè)生產(chǎn)的主流 由于碳纖維原絲表面由大量惰性石墨微晶堆砌 而成 ，所以原絲表面呈非極性 ，表面能小 ，與樹

8、 脂基體的浸潤性差 ，界面結(jié)合性能差 此外 ，高性能DOI ： j hxya 化學(xué)研究 ， ，（） ： 化 學(xué) 研 究年的碳纖維表面光滑 ，比表面積小 ，這也使得纖維與基 體之間不能形成有效的機(jī)械錨合作用 ，纖維與樹脂 基體之間的界面強(qiáng)度下降 因此 ，必須對(duì)碳纖維進(jìn) 行表面改性 ，以提高其與聚合物基體的界面粘結(jié)性 能 目前對(duì)碳纖維的表面改性主要針對(duì)以下 個(gè)方 面來進(jìn)行 ：一是在纖維表面引入羰基、羧基和羥基等 活性官能團(tuán) ，提高纖維表面的樹脂潤濕性和化學(xué)鍵 合作用 ；二是對(duì)纖維表面進(jìn)行刻蝕 ，提高纖維表 面粗糙度 ，增大纖維比表面積 ，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與樹脂基體 之間形成機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu) ；三是去除纖維表面

9、的弱 界面層 針對(duì)碳纖維表面結(jié)構(gòu)特性 ，研究者提出了 很多方法對(duì)其進(jìn)行表面改性 ，概括起來可以分為涂 層法、氧化法、高能輻射處理法等 1 涂層法涂層法主要是在纖維表面形成一種能夠與增強(qiáng) 纖維和樹脂基體發(fā)生物理化學(xué)作用的 ，具有一定結(jié) 構(gòu)、厚度和剪切強(qiáng)度的中間層 ，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的 界面增強(qiáng) 針對(duì)不同的樹脂基體與增強(qiáng)纖維 ，可以 通過表面涂層技術(shù)設(shè)計(jì)不同的涂層結(jié)構(gòu) ，因此該處 理方法具有較大的靈活性 ，常見的有上漿劑處理 、偶 聯(lián)劑涂覆 、聚合物涂層、氣相沉積等 1 1 上漿劑處理碳纖維伸長變形能力小（ ） ，脆性大 ，在加 工卷繞過程中受到反復(fù)摩擦和拉伸 ，纖維易出現(xiàn)毛 絲及單絲斷裂等現(xiàn)象

10、，進(jìn)而影響碳纖維的強(qiáng)度和質(zhì) 量 毛絲的存在使基體樹脂不能充分潤濕碳纖維 ， 在復(fù)合材料中易產(chǎn)生孔隙 ，影響復(fù)合材料的力學(xué)性 能 ，因此在碳纖維最終成品之前需要對(duì)其進(jìn)行上 漿處理 上漿就是在纖維表面涂一層保護(hù)膠 漿料 在纖維表面形成一層保護(hù)膜 ，把各單絲纖維互相粘 合起來 ，防止相對(duì)滑移 ，并使纖維上伸向各個(gè)方向的 毛羽貼附在保護(hù)膜上 ，從而使碳纖維的表面光滑 ，提 高碳纖維的力學(xué)性能 上漿處理不僅可保護(hù)碳纖維 的表面 ，減少單絲及單絲斷裂現(xiàn)象 ，使碳纖維集束 ， 改善深加工性能 ，而且有研究表明 ，選擇合適的漿料 能夠有效地改善碳纖維與樹脂基體之間的界面粘合 性能 碳纖維上漿劑主要有溶液型和乳

11、液型兩 種 溶液型上漿劑是將有機(jī)樹脂如聚乙烯醇 、 環(huán)氧樹脂 、聚氨酯等溶解在丙酮等有機(jī)溶劑中配制 而成的 這類上漿劑溶液的結(jié)構(gòu)與基體樹脂的結(jié)構(gòu) 相近 ，從而能夠有效地提高樹脂的浸潤性并達(dá)到保 護(hù)纖維的目的 但該類上漿劑中的溶劑易揮發(fā)使樹 脂殘留在導(dǎo)輥上 ，在對(duì)通過的纖維產(chǎn)生更大的損傷的同時(shí)又污染了車間環(huán)境 ，因此目前國外常用乳液 型上漿劑 乳液型上漿劑是以一種樹脂為主體 ，配 以一定量的乳化劑及其他助劑制成的乳液 ，如聚氨 酯樹脂型、環(huán)氧樹脂型、復(fù)合樹脂型等 這類上漿劑 乳液中含有表面活性劑 ，可以有效提高纖維表面與 樹脂基體之間的潤濕性 ；且它不易在導(dǎo)輥上殘留樹 脂 ，無溶劑污染環(huán)境的問題

12、 ，因此目前碳纖維生產(chǎn)線 一般都采用乳液型上漿劑 上漿劑是國內(nèi)外各個(gè)碳 纖維公司的技術(shù)特色 ，其具體配方一直都是商業(yè)機(jī) 密 ，相關(guān)專利很多 ，但其他文獻(xiàn)報(bào)道較少 目前 最常用且研究較為成熟的碳纖維上漿劑是環(huán)氧樹脂 型上漿劑 ，其能增強(qiáng)樹脂基體 ，且具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn) 定性 、粘結(jié)性、熱穩(wěn)定性及高的性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn) 此外針對(duì)一些高溫?zé)崴苄詷渲鶑?fù)合材料如聚酰胺 （PA ） 、聚碳酸酯 （PC ） 、聚苯硫醚 （PPS ） 、聚醚砜 （PES ）和聚醚醚酮 （PEEK ）聚酰亞胺 （PI ）等也開發(fā)出了含砜類耐高溫上漿劑 、多面體低聚倍半硅氧 烷（POSS ）改性環(huán)氧樹脂上漿劑 和聚酰亞胺復(fù)配環(huán)氧樹脂上

13、漿劑 目前市場上銷售的碳纖維通常是表面涂覆有一層上漿劑的改性產(chǎn)品 ， ，而有關(guān)市售碳纖維表 面上漿劑對(duì)復(fù)合材料的界面強(qiáng)度的影響的研究結(jié)論 并不統(tǒng)一 大部分研究表明 ，上漿劑的存在有 利于樹脂與纖維界面的粘結(jié) ，能夠有效地提高復(fù)合 材料的界面強(qiáng)度 ，從而提升材料的機(jī)械強(qiáng)度 ，然而也有部分學(xué)者認(rèn)為上漿劑的存在不利于復(fù)合材料界面 強(qiáng)度的提升 DAI 等 通過微球脫粘（micro bond）微觀試驗(yàn)方法考察了 TB 和 TSC 碳纖維表面經(jīng)丙酮退漿前后碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂（Ep oxy ）復(fù)合材料的界面強(qiáng)度變化 他們認(rèn)為退漿處理 后復(fù)合材料的界面強(qiáng)度要優(yōu)于未處理的復(fù)合材料 ， 上漿劑的存在不利于 CF

14、Epoxy 體系界面強(qiáng)度的提 高 作者同時(shí)認(rèn)為上漿劑的存在可能會(huì)在纖維與基體之間形成弱界面層 ，從而導(dǎo)致界面在材料破壞過 程中提前失效 DILSIZ 和 WIG HT M AN 研究了 經(jīng) Ultem 棆 聚酰亞胺和聚氨酯上漿處理前后Zoltek 棆 碳纖維表面性能以及其與環(huán)氧樹脂界面的 結(jié)合強(qiáng)度 作者通過表面能理論及纖維和基體表面 酸堿理論分析認(rèn)為 ，上漿劑與樹脂基體的相容性決 定了纖維與基體之間界面相的形成及其粘結(jié)強(qiáng)度 上漿劑的存在降低了纖維表面能 ，掩蓋了酸堿活性 點(diǎn) ，上漿后纖維表面羥基減少 ，纖維表面能降低 纖維斷裂實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)上漿劑的存在使復(fù)合材料的 界面剪切強(qiáng)度下降 ZHANG

15、 等 研究了不同分子量的環(huán)氧型上漿劑對(duì) CF Epoxy 復(fù)合材料界面強(qiáng)度DOI ： j hxya 化學(xué)研究 ， ，（） ： 第 期劉保英等 ：碳纖維表面改性研究進(jìn)展的影響 ，認(rèn)為只有分子量適當(dāng)?shù)纳蠞{劑才能提高復(fù)合材料的 IFSS ，分子量太高或太低均導(dǎo)致樹脂與纖 維界面結(jié)合性能變差 YAO 等 通過 microbond試驗(yàn)方法研究了退漿前后 T 碳纖維與雙馬來酰 亞胺（BMI）和環(huán)氧樹脂的界面剪切強(qiáng)度 作者發(fā)現(xiàn) 上漿劑的存在能夠提高 CFEpoxy 復(fù)合材料的界面 強(qiáng)度 ，但是對(duì) CF BMI 的影響則恰恰相反 ，纖維退 漿處理后與 BMI 的界面結(jié)合反而增強(qiáng) 作者認(rèn)為這 主要是源于上漿劑與

16、 Epoxy 和 BM I 發(fā)生不同程度 的反應(yīng)引起的 1 2 偶聯(lián)劑涂覆偶聯(lián)劑通常是分子結(jié)構(gòu)中具有兩種不同性質(zhì)官 能團(tuán)的化學(xué)物質(zhì) ，能夠在樹脂基體與增強(qiáng)材料之間 形成“分子橋”作用 ，從而改善有機(jī)材料與無機(jī)材料 之間的界面作用 ，提高復(fù)合材料的性能 硅烷偶聯(lián) 劑是公認(rèn)的可用于材料表面處理 、復(fù)合材料界面改 性和膠黏劑的高效偶聯(lián)劑 ，常作為無機(jī)纖維增強(qiáng) 或者填料填充聚合物復(fù)合材料的界面改性劑 其作用機(jī)理是 ，硅烷偶聯(lián)劑首先接觸空氣中的水分 發(fā)生水解反應(yīng) ，之后脫水縮合形成低聚物 這種低 聚物能夠與無機(jī)材料表面的羥基形成氫鍵 ，進(jìn)一步 受熱脫水形成共價(jià)鍵 ，實(shí)現(xiàn)與無機(jī)材料的結(jié)合 硅 烷偶聯(lián)劑與無

17、機(jī)材料的作用是從羥基作用開始的 ， 因此對(duì)于表面含有羥基的無機(jī)材料如玻纖 、二氧化 硅等 ，這類偶聯(lián)劑的作用效果較好 ；而對(duì)于表面無羥 基的無機(jī)材料如碳纖維、炭黑、石墨等 ，其作用效果 并不是很好 目前關(guān)于偶聯(lián)劑對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 的改性研究主要集中在玻纖 、天然纖維 ，對(duì) 碳纖維相關(guān)改性研究報(bào)道較少 YANG 等 通過 將硅烷偶聯(lián)劑與環(huán)氧樹脂直接共混的方法對(duì)樹脂基 體進(jìn)行改性 ，制備單取向碳纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹脂 通過這種方法制備的復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度提高 ，樹脂基體對(duì)碳纖維的浸潤能力提高 龔克 等 將碳纖維在硅烷偶聯(lián)劑水溶液中浸泡預(yù)處理 后與聚四氟乙烯復(fù)合研制成型碳纖維增強(qiáng)的聚四氟 乙烯復(fù)合

18、材料 研究表明 ，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性后的 碳纖維制備的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高 ，抗磨 損性能提升 倍 作者認(rèn)為偶聯(lián)劑的存在能夠與碳 纖維表面上漿劑組份中的有效成分形成化學(xué)鍵 ，進(jìn) 而改善碳纖維與樹脂基體之間的界面結(jié)合 ，提高復(fù) 合材料的機(jī)械性能 1 3 聚合物涂層聚合物涂層是一種通過在碳纖維表面引入化學(xué)官能團(tuán)及改變碳纖維的表面能來提高樹脂基體與碳 纖維之間的反應(yīng)性及潤濕性的表面處理方法 目前常通過原位化學(xué)接枝反應(yīng) 、界面縮聚、等離子體聚合 和電化學(xué)聚合等方法實(shí)現(xiàn) ，其中電化學(xué)聚合法 較為常用 電化學(xué)聚合法 以碳纖維作為電極 ，電解液由 溶解在溶劑中的聚合物單體組成（通常選用帶有不 飽和鍵的苯乙烯

19、、醋酸乙烯、丙烯腈等作為電解液單 體） 在電場的作用下 ，這些聚合物單體在碳纖維表 面發(fā)生聚合反應(yīng) ，形成具有一定厚度、均一、且?guī)в?特殊功能基團(tuán)的聚合物膜 反應(yīng)過程快速且穩(wěn)定 ， 可以通過單體選擇和電流密度、單體濃度、溫度等處 理工藝的選擇對(duì)處理強(qiáng)度進(jìn)行控制 HUNG 等 以苯酚 、間苯二胺和丙烯酸為單體 ，通過電化學(xué)的方法對(duì)碳纖維表面進(jìn)行改性 ，在碳 纖維與環(huán)氧樹脂之間形成可控界面 ，實(shí)現(xiàn)對(duì) CF Epoxy 復(fù)合材料的界面改性 研究表明 ，經(jīng)處理后的碳纖維表面引入活性基團(tuán)如 O H 、 N H 、 COO H等 ，樹脂基體在纖維表面的浸潤性得到提 高 ，從而使得 CF Epoxy 復(fù)合材

20、料的橫向拉伸強(qiáng)度、縱向拉伸強(qiáng)度及層間剪切強(qiáng)度分別提升 、 和 該方法可以對(duì)界面官能團(tuán)的引入實(shí)現(xiàn)量 身定制 ，為復(fù)合材料的高性能化提供了可能 1 4 氣相沉積法氣相沉積法是在一定溫度壓力下利用氣態(tài)物質(zhì)在纖維表面發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一層固態(tài)沉積物的過程 通過在碳纖維表面沉積一層碳納米管（CN Ts ） 、硼化物以及碳化物等晶須的方法實(shí)現(xiàn)纖維表面改 性 ，進(jìn)而應(yīng)用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面改性 中 碳納米管（CN Ts）是一維納米材料 ，質(zhì)量輕 ，具 有優(yōu)異的強(qiáng)度、剛度 、韌性以及優(yōu)越的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性 能 將 CN Ts 引入到纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料中可 實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的多尺度增強(qiáng) ，因而也有很多科研工 作者試圖

21、通過表面沉積碳納米管的方法對(duì)碳纖維表面進(jìn)行改性處理 ，進(jìn)一步改善復(fù)合材料的界面粘結(jié) 性能 T HOST ENSON 等 采用氣相化學(xué)沉積法直接在碳纖維表面生長 CN Ts （圖b） ，之后將碳纖 維與樹脂基體復(fù)合制備出多尺度 CN Ts CF 增強(qiáng)的 復(fù)合材料 碳納米管與樹脂基體在碳纖維周圍形成 一層納米復(fù)合材料鞘（圖 c） ，有效地提高了復(fù)合材 料界面層的剪切模量、屈服強(qiáng)度以及外力在樹脂基體與增強(qiáng)纖維界面的傳遞效率 WICKS 采用氣相沉積法在氧化鋁纖維布上 取向生長 CN Ts ，通過 CN Ts 在纖維布與樹脂基體 界面層形成架橋作用 ，實(shí)現(xiàn)纖維布環(huán)氧復(fù)合材料的 層內(nèi)增剛和增韌 ，其作用

22、機(jī)理詳見圖 DOI ： j hxya 化學(xué)研究 ， ，（） ： 化 學(xué) 研 究年圖 碳纖維表面（a）和表面生長碳納米管后（b）的掃描電鏡照片（SEM ）及復(fù)合材料在纖維基體界面處的透射電鏡照片（TEM ）（c）Fig SEM images of carbon fibers （a） before and （b） after nanotube grow th and TEM image of the nanocomposite structure near the fiber matrix interface （c）圖 絨毛纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料示意圖Fig Illustration of fuz

23、zyfiberreinforced plastic （FFRP ） 基于一些碳纖維復(fù)合材料在高溫環(huán)境中成型及 使用的需要 ，人們?cè)谔祭w維表面涂覆一層能夠長期在高溫環(huán)境下有效保護(hù)碳纖維并阻隔其氧化的涂 層 最常見的材料就是硅系涂層如碳化硅（SiC ） 、氮化硅（Si N ） 這些涂層能夠有效地在纖維表面產(chǎn)生 一層硅保護(hù)層 ，具有優(yōu)異的抗氧化性 ，能夠保護(hù)高溫 下碳纖維表面不被攻擊破壞 ，同時(shí)還與碳纖維具有一定的相容性 目前有關(guān)直接在碳纖維上生長 SiC 晶須的研究報(bào)道較少 MCHENRY 等 首先在碳纖維表面沉積厚度為 in 的石墨層 ，然后采用 SiC 沉積生長的方法直接在較細(xì)的碳纖維上得到S

24、iC 晶須 RABO TNOV 和 KOWBEL 等將SiC 晶須引入碳纖維 環(huán)氧及碳碳復(fù)合材料體系 中 ，復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度提高了 作者認(rèn)為在碳纖維表面均勻生長三維尺度 SiC 晶須 能夠增大纖維表面粗糙度及比表面積 ，提高界面層 強(qiáng)度 此外 ，碳化硅涂層能夠在纖維表面產(chǎn)生一層 硅保護(hù)層 ，保護(hù)高溫下碳纖維表面不被攻擊破壞 ，進(jìn) 而提高復(fù)合材料的電氣絕緣性和環(huán)境耐候性 納米尺度的涂層微晶與微米尺度的碳纖維具有一定的 相容性 ，涂層纖維可能嵌入有機(jī)或金屬基體中形成 層內(nèi)增剛層間增韌的多尺度增強(qiáng)復(fù)合體系 2 氧化法氧化法是一種針對(duì)碳纖維的表面處理技術(shù) ，主 要有液相氧化法、氣相氧化法、陽極氧

25、化法等 液相氧化法通常是將碳纖維浸泡在硝酸 、 硫酸 、磷酸 、過氧化氫 、氨水 等具有氧化 性的溶劑中進(jìn)行氧化處理 隨著反應(yīng)時(shí)間的增加 ， 纖維表面產(chǎn)生不同濃度的含氧官能團(tuán) ，同時(shí)纖維表面的粗糙度及比表面積也因刻蝕而增大 WU 等 采用 HNO 溶液對(duì)碳纖維進(jìn)行氧化處理 ，研究發(fā)現(xiàn) ，隨著氧化時(shí)間的延長 CF 表面的酸性基團(tuán)增多 ；但同時(shí)纖維的拉伸強(qiáng)度下降 ，質(zhì)量有所損失 作者 給出了可能的酸氧化機(jī)理（圖 ） ZHANG 等 通 過 X 射線能譜及拉曼光譜分析了 H SO HNO 對(duì)碳纖維表面的氧化機(jī)理 作者發(fā)現(xiàn)在氧化過程中碳 纖維表面出現(xiàn) 個(gè) Os 、 個(gè) Ns 和 個(gè) Sp 峰 隨DOI

26、 ： j hxya 化學(xué)研究 ， ，（） ： 第 期劉保英等 ：碳纖維表面改性研究進(jìn)展著處理時(shí)間的延長 ， 個(gè) Os 、 個(gè) Ns 和 個(gè) Sp 峰消失 ，產(chǎn)生 COO H 基團(tuán) ，且其含量不隨其他基 團(tuán)的消失而發(fā)生變化 作者認(rèn)為氧化過程主要是酸 攻擊碳纖維表面的碳原子 ，并為碳原子進(jìn)一步氧化為 COO H 做準(zhǔn)備 ，最終碳纖維表面活性基團(tuán)僅為 COO H YU 等 通過 K S O AgNO 溶液組合對(duì) PAN 基碳纖維表面進(jìn)行氧化處理 ，在碳纖維 表面引入羧基 、羥基等功能基團(tuán) ，使得 CF Epoxy 復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度提高 同時(shí) ，該方法能 夠有效維持碳纖維表面形貌 ，避免了其他處理

27、方法 對(duì)碳纖維表面刻蝕引起的纖維強(qiáng)度破壞 ，從而能夠 最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料綜合性能提高 圖 氧化石墨碎片可能存在的結(jié)構(gòu)等Fig A possible model structure of a partially oxidized graphitic fragment 連續(xù)陽極氧化法 是將材料作為陽極置于電 解質(zhì)溶液中 ，利用電解作用對(duì)材料表面進(jìn)行氧化處理的一種方法 陽極氧化過程緩和 ，反應(yīng)過程可控 ， 處理效果均勻顯著 ，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用 LU O等 將三維混編 TPEEK 復(fù)合纖維紗浸漬于 的（N H ） HPO 溶液中煮沸 h 進(jìn)行陽極氧化 處理 ，之后通過熱壓成型制備 CD PEEK 復(fù)合材料 所得復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度較未經(jīng)處 理直接熱壓成型的復(fù)合材料分別提高 和 ， 斷面拔出纖維長度較短且纖維表面殘留有大量樹脂基體 這些現(xiàn)象表明經(jīng)預(yù)氧化處理后復(fù)合材料的界 面強(qiáng)度提高 KING 等 將瀝青基和 PAN 基碳纖維在硫酸銨溶液中進(jìn)行陽極氧化處理 ，通過單纖維斷裂實(shí)驗(yàn)和短懸臂梁剪切實(shí)驗(yàn)測得其相應(yīng)的 CF Epoxy 復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度分別提高 和 ，而復(fù)合材料的縱向壓縮強(qiáng)度和碳纖維的單絲 強(qiáng)度未受氧化處理影響 作者認(rèn)為復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度與纖維和樹脂基體間的剪切強(qiáng)度大小無關(guān) FUKUNAGA 和 UEDA 揭示了陽極氧化處