碳纖維表面改性的2種氧化方法介紹
碳纖維材料在高端領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，這與它的穩(wěn)定性能有關(guān)系。碳纖維材料表面光滑、化學(xué)活性低、惰性大，在與樹脂結(jié)合時存在一些壁壘，限制了使用的空間，所以需要對碳纖維材料的表面進行改性處理，來看看碳纖維表面改性的2種常用方法。
氣相氧化法實現(xiàn)碳纖維表面改性
氣相氧化法是使用氧化劑的氧化反應(yīng)，使得碳纖維表面發(fā)生改變，常用的氧化劑有氧氣、臭氧、二氧化碳等。經(jīng)過氣相氧化處理的碳纖維材料，斷裂強度越提升11%~13%左右。
氣相氧化法處理的優(yōu)勢在于設(shè)備簡單、反應(yīng)時間短、容易連接、沒有污染、便于加工等，而劣勢是高溫氧化或急速氧化容易讓碳纖維表面出現(xiàn)凹凸不平的情況。
液相氧化法實現(xiàn)碳纖維表面改性
液相氧化法是提高碳纖維復(fù)合材料強度的一種有效方法，是利用硝酸、酸性高錳酸鉀等溶液作用于碳纖維表面，形成微孔或刻蝕溝槽來增加碳纖維表面能。
液相氧化法相比于氣相氧化法來說更加溫和，不易產(chǎn)生凹凸不平和裂解的情況。液相氧化法常用的溶液為濃硝酸和不同濃度的硝酸。
利用硝酸氧化處理的碳纖維材料，拉伸強度更高，但不宜長時間處理，否則容易造成強度急劇下降。處理后的碳纖維表面的梭基等基團隨著處理時間和溫度增大而增多，除此外，還同時受環(huán)境溫度和試驗時間影響，纖維斷裂強度會在當(dāng)溫度超過10090，時間超過2h時明顯下降。
液相氧化法存在一個較大的弊端，就是溶液的后續(xù)處理問題，廢酸液是有腐蝕性的，容易對環(huán)境造成污染，對設(shè)備造成侵蝕，需要科學(xué)的處理才行。
碳纖維的表面氧化，其實除了氣相氧化法和液相氧化法外，還有電化學(xué)氧化法，這3種都是氧化法下的選擇，另外還有表面涂層法、表面沉積法和表面聚合物接枝法等。
