[发明专利]一种金属有机框架改性碳纤维表面的方法

摘要

一种金属有机框架改性碳纤维表面的方法，属于复合材料界面改性领域。本发明结合新型金属有机框架纳米材料，提供了一种全新的碳纤维表面改性方法，主要目的用于解决现有碳纤维表面改性方法大多数存在的在提高碳纤维表面能的同时也造成了碳纤维本体强度损失的问题。本发明的制备方法如下一、清洗碳纤维表面；二、对清洗过的碳纤维进行表面预处理；三、在预处理的碳纤维表面接枝金属有机框架UiO‑66‑NH2；四、超声处理改性过的碳纤维。本发明的碳纤维和环氧E51制备的复合材料界面剪切强度提高了44%，同时碳纤维的拉伸强度提高了25%，适用于航天、汽车、交通、建筑、化工等领域。

主权项

一种金属有机框架改性碳纤维表面的方法，其特征在于碳纤维表面改性的方法是按以下步骤进行的：a.清洗碳纤维表面：将碳纤维束放入索氏提取器中，加入100~150ml丙酮，在70~80℃下清洗48h，将清洗过的碳纤维放入真空烘箱在70~80℃下烘干8~10h；b.对清洗过的碳纤维进行表面预处理：将烘干后的碳纤维束放入单口瓶中，倒入50~100ml浓硝酸，将碳纤维完全浸没在浓硝酸里，在60~80℃下氧化反应4h,将氧化后的碳纤维取出用去离子水反复清洗至中性，放入真空烘箱在70~80℃下烘干8~10h;c.在预处理后的碳纤维表面接枝金属有机框架UiO‑66‑NH2：将表面预处理后的碳纤维束放入ZrCl4和2‑氨基对苯二甲酸的DMF溶液中，加热至80~90℃，保持24~48h，将处理后的碳纤维束放在去离子水下反复冲洗；d.超声改性处理：将接枝金属有机框架UiO‑66‑NH2后的碳纤维束放入去离子水中，超声处理30~90min，放入真空烘箱在70~80℃下烘干8~10h。