碳纖維表面改性提升產(chǎn)品性能

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　　碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)相對(duì)于傳統(tǒng)金屬材料力學(xué)性能極佳而且重量輕、耐腐蝕，在國防、航天等尖端科技上有著廣泛(extensive)的應(yīng)用，隨著技術(shù)水平的進(jìn)步及材料價(jià)格的降低（reduce)，在工業(yè)制作及文體用品方面也在不斷普及（指遍布、遍及於一般)。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。碳纖維復(fù)合材料部件制作好后，如果不進(jìn)行表面處理(chǔ lǐ)會(huì)出現(xiàn)外表光滑活性差，表面能低等不良特點(diǎn)，這對(duì)于碳纖維制品的性能發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)產(chǎn)生了阻礙。通過對(duì)碳纖維表面改性能明顯的提升產(chǎn)品(Product)性能，下面新材針對(duì)改性方式做一下簡單介紹。
 

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　　通過(tōng guò)對(duì)碳纖維表面進(jìn)行改性，可以增加碳纖維表面的極性官能團(tuán)和粗糙(cū cāo)度.以提高樹脂(Resin)與碳纖維的浸潤性和反應(yīng)性，從而增強(qiáng)復(fù)合材料(Material)的界面結(jié)合強(qiáng)度（strength)。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。目前，常用于碳纖維表面改性的方法主要有:氣相氧(Oxygen)化法、液相氧化（oxidation)法、陽極（anode）氧化法、等離子體法和表面涂層法等。另外研究（research)提出通過氨氮水(Nitric acid)與超聲協(xié)同處理(chǔ lǐ).使強(qiáng)酸的氧化作用和超聲波（是一種頻率高于20000赫茲的聲波）的空化效應(yīng)處相結(jié)合，也能提高碳纖維的改性效率(efficiency).同時(shí)降低（reduce)了反應(yīng)溫度（temperature)、加快碳纖維改性速率，并制備得到力學(xué)性能得以極大改善的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(Epoxy resin)復(fù)合材料。
 
　　碳纖維復(fù)材表面改性并不會(huì)改變碳纖維的內(nèi)部相結(jié)構(gòu)，而僅是起到了細(xì)品化作用。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。這一方面使得碳纖維表面產(chǎn)生了較多溝槽（gōucáo)和凸起等，增大了碳纖維的比表面積、提高了碳纖維表面的吸附活性，這有利于復(fù)合材料(Material)界面的機(jī)械錨合;另一方面，使碳纖維表面的含氧(Oxygen)官能團(tuán)數(shù)量增多、表面極性增強(qiáng)，提高了碳纖維與基體樹脂(Resin)間的潤濕性和反應(yīng)性，使二者間的化學(xué)結(jié)合變得更為牢固。改性碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(Epoxy resin)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度（strength)和彎曲強(qiáng)度分別有所提高。
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