碳纤维的电解电位法表面处理

摘要

以自制高强中模碳纤维（CF）为原材料，采用电解电位法探究了电流强度对碳纤维表面处理的影响。采用XPS、动态接触角、层间剪切强度等测试表征研究了电流强度对碳纤维表面化学组成、润湿性能和界面性能的影响。通过电解电位法对碳纤维处理前后结果进行分析发现：电流电压非线性关系表明了碳纤维表面发生氧化反应；随着处理电流的增大，碳纤维表面氧元素含量和氧碳比增加，碳元素含量减小，极性官能团C—OH和O—C=O相对含量在0.3 A以上时提升明显；当处理电流达到0.5 A时，碳纤维与水的动态接触角从90.2°降低到62.4°，处理后碳纤维润湿性得到明显改善，表面活性增加；当处理电流为0.3、0.5 A时，碳纤维与环氧树脂的层间剪切强度为90.35 MPa和99.41 MPa，比未处理时提高了42%和56%；电解电位法表面处理后碳纤维拉伸强度均小幅度提高。

关键词

碳纤维 / 电解电位法 / 表面处理 / 化学结构 / 层间剪切强度