[发明专利]一种含碳纳米材料的上浆剂表面改性碳纤维的方法

摘要

本发明一种含碳纳米材料上浆剂表面改性碳纤维的方法采用石墨烯和碳纳米管为上浆剂材料，对碳纤维进行表面改性，具体包括碳纤维的表面处理、GnP‑CNTs上浆剂的配置、GnP‑CNTs上浆剂表面改性的碳纤维步骤。本发明将碳纳米管和石墨烯这两种具有优良的力学性能和大比表面积的纳米材料加入了上浆剂中，将石墨烯和碳纳米管均匀沉积在碳纤维表面上。表面改性后碳纤维力学性能得到明显提高，当上浆时间达到30s时，表面改性后的CF单丝拉伸强度与去浆CF相比提高了20.7%，能够解决碳纤维增强复合材料界面断裂韧性差、界面强度低的问题。

主权项

1.一种含碳纳米材料上浆剂表面改性碳纤维的方法，其特征在于：所述的方法采用石墨烯和碳纳米管为上浆剂材料，对碳纤维进行表面改性，具体步骤如下：步骤1：碳纤维的表面处理用丙酮浸泡碳纤维2h，使其表面退去浆液，再经去离子水冲洗干净后放入真空干燥箱中干燥；步骤2：GnP‑CNTs上浆剂的配置将环氧树脂E‑51充分溶解于DMF中后，加入石墨烯和碳纳米管混合物，再加入固化剂三乙烯四胺，其后放入细胞粉碎机中超声分散2h，制得GnP‑CNTs上浆剂；其中，环氧树脂E‑51在DMF中的质量分数为0.5% 、石墨烯和碳纳米管的质量比为1∶4、环氧树脂E‑51和三乙烯四胺的质量比为20∶1、石墨烯和碳纳米管的混合物在上浆剂中的质量分数为0.4%；步骤3：GnP‑CNTs上浆剂表面改性的碳纤维将步骤1表面处理的碳纤维浸泡于GnP‑CNTs上浆剂中，上浆处理10～60s后取出，刮去碳纤维表面上的残余液滴，其后置于真空干燥箱60℃烘干1 h，得到含碳纳米材料上浆剂表面改性的碳纤维。