【技術】碳纖維的表面改性是碳纖維生產和使用的關鍵_金徠

碳纖維是一種重要的纖維材料，碳纖維具有高比強度、高比彈性模量、耐高溫、耐腐蝕等優良性能。廣泛應用於交通運輸、生物醫藥等高科技行業。但是，由於碳纖維是一種由鱗片石墨等有機纖維沿纖維軸堆疊而成的微晶石墨材料，其表面具有高度結晶的非極性石墨片層結構，具有化學性。變成一個界面。性能差，嚴重影響後續複合材料的整體性能，嚴重限制了其在某些工況下的使用。等離子表面處理技術可以解決這個問題。 如今，碳纖維表面改性是碳纖維製造過程中必不可少的重要環節。日本東麗、日本三菱麗陽、德國西格里等碳纖維廠家均採用表面改性效果作爲衡量碳纖維質量的重要指標。因此，對碳纖維進行表面改性以提高碳纖維表面和界面的親水性是碳纖維生產和使用的關鍵。 近年來，國內外學者和業界對碳纖維的表面改性進行了大量研究。在這些因素中，提高碳纖維的表面粗糙度和增加表面化學官能團的數量是提高碳纖維表面界面性能的關鍵。常用的碳纖維表面改性方法主要有表面氧化、表面包覆、高能束輻照、超臨界流體表面接枝、等離子表面改性等。電化學氧化工藝具有生產連續性強、工藝條件易於控制等特點，在工業上得到實際應用。但是，它仍然使用大量化學品，消耗大量能源，產生大量廢水和廢水，而且在高彈性碳纖維的情況下，它很難氧化，需要較長的處理時間。

與傳統工藝相比，金徠等離子表面處理改性技術具有清潔、環保、省時、高效等優點，成爲當今廣泛使用的方法。等離子表面處理的工作原理主要有兩個方面。另一方面，通過蝕刻去除纖維表面上的污染物來增加纖維表面積和表面粗糙度。 碳纖維的表面改性是通過常壓等離子清洗機進行表面處理，利用等離子體中的活性粒子與水分子的相互作用，去除碳纖維的表面漿料，提高親水性。 碳纖維是一種在高溫下碳化的纖維材料，含碳量在85%以上，包括碳纖維和石墨纖維。碳纖維是在0～2300℃處理的（有機）纖維的含碳量爲85%～95%的纖維。石墨纖維是一種含碳量的纖維，其中（有機）纖維在2300℃或更高溫度下處理。碳纖維作爲一種高性能纖維，具有比強度高、比彈性模量高、熱膨脹係數小、摩擦係數小、性能優良等優點，因此成爲樹脂基複合材料的重要增強材料。近幾年的材料。耐低溫。廣泛用於航空航天零件和體育用品。碳纖維表面呈惰性，比表面積小，邊緣活性碳原子少，表面能低，對樹脂的潤溼性低，兩相界面之間的附着力低, 複合材料的層間剪切強度低。 (ILSS) 低。這影響了複合材料的綜合性能，限制了碳纖維在先進複合材料領域的進一步推廣和應用。爲了提高碳纖維增強樹脂基複合材料的性能，需要對碳纖維的表面進行改性，以提高碳纖維的粘合性等。 碳纖維作爲一種重要的纖維材料，具有高比強度、高彈性模量、耐高溫、耐腐蝕等優良性能。等高新技術產業。但是，由於碳纖維是薄片狀石墨微晶等有機（有機）纖維在纖維軸方向上層疊而成的微晶石墨材料，因此其表面具有非極性的高結晶石墨片狀結構，相對而言是相對的。高化學惰性。影響較差的表面和界面性能。這影響了後續複合材料的綜合性能，顯着限制了碳纖維在特殊工況下的應用。目前，碳纖維的表面改性已成爲碳纖維生產製造過程中不可或缺的重要工藝。因此，對碳纖維進行表面改性處理，以改善碳纖維的表面和界面性能，對於碳纖維的生產和使用非常重要。 碳纖維是最常用的高性能纖維增強聚合物基複合材料之一。無機 碳纖維具有低密度、高強度、高彈性模量、耐高溫、耐化學藥品、優良的機械減震性能等一系列優良性能，但碳纖維的表面是非極性的。特徵。結晶石墨基材結構表現出較高的反應惰性，當碳纖維與樹脂複合形成複合材料時，兩者的界面變弱，難以表現出複合材料的優異性能。通過對碳纖維表面進行處理以提高界面結合強度來改善碳纖維複合材料的力學性能非常重要，因爲它會影響碳纖維複合材料的性能。化學氧化、偶聯劑塗層和常壓等離子處理具有清潔環保、省時省高（效率）、對纖維損傷小、適合連續生產等優點。