[发明专利]一种碳纤维表面改性方法

摘要

一种碳纤维表面改性方法，属于复合材料界面改性领域。为了解决在近地太空轨道现有碳纤维受原子氧剥蚀严重，导致碳纤维性能下降的问题，所述方法步骤如下：一、清洗，二、氧化，三、酰氯化，四、接枝双（3-氨基苯基）苯基氧化膦。本发明利用BAPPO优异的耐原子氧性能，将BAPPO接枝到碳纤维表面，不仅能够改善耐原子氧性能，而且BAPPO的氨基能够与树脂基体反应，使其界面性能提高。该方法可为空间环境条件下复合材料的使用奠定一定的理论基础。

主权项

一种碳纤维表面改性方法，其特征在于所述方法具体是按以下步骤完成的：一、清洗将碳纤维放入装有丙酮的索氏提取器中，在温度为60~100℃的条件下使用丙酮抽提，清除碳纤维表面的上浆剂以及杂质，清洗后的碳纤维在60~80℃的鼓风干燥箱中干燥，得到清洗过的碳纤维；二、氧化（1）将步骤一得到的干燥清洗过的碳纤维置于圆底烧瓶中，加入浓酸中，60~80℃下氧化2~5h；（2）将步骤二（1）得到的氧化后的碳纤维在蒸馏水中浸泡5~10min，然后将经蒸馏水中浸泡后的碳纤维取出，弃除蒸馏水；（3）重复步骤二（2）5~10次，得到清洗后的氧化碳纤维，在60~80℃的鼓风干燥箱中烘干；三、酰氯化（1）将步骤二（3）得到的氧化碳纤维置于单口瓶中，加入SOCl2和DMF的混合溶液中，加热至70~80℃恒温反应24~48h，得到含有杂质的酰氯化的碳纤维；（2）使用减压蒸馏的方法将步骤三（1）得到含有杂质的酰氯化的碳纤维中残留的二氯亚砜除去，得到酰氯化的碳纤维，然后将得到的酰氯化的碳纤维在温度为60~100℃的鼓风干燥箱中干燥2~5h，最后将干燥的酰氯化的碳纤维放在干燥器内密封保存；四、接枝双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦将双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦加入装有DMF溶剂的单口瓶中，双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦与DMF质量比为0.3~0.6:88，加热至60~80℃，双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦与DMF溶解后，将步骤三（2）得到的酰氯化的碳纤维置于单口瓶中，加热到80~120℃，反应时间为12~48h，得到接枝双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦的碳纤维。