[发明专利]一种二氧化锆/氧化石墨烯表面改性碳纤维的方法

摘要

一种二氧化锆/氧化石墨烯表面改性碳纤维的方法，配置含二氧化锆的上浆剂、含氧化石墨烯的上浆剂或含二氧化锆和氧化石墨烯的上浆剂；对碳纤维进行去剂和酸化处理；采用浸渍法将二氧化锆和氧化石墨烯引入碳纤维表面。本发明所制备的上浆剂中二氧化锆表面的伯胺基团可与氧化石墨烯表面含氧官能团相互作用，形成氢键和共价键，有利于界面应力传递。刚性的二氧化锆可以阻碍裂纹的扩展并诱发微裂纹，起到分散主裂纹尖端能量的作用，微裂纹进一步扩展至石墨烯片层后将被进一步阻挡，使复合材料的界面剪切强度提高。本发明的方法可直接用于碳纤维生产线，简单易行、成本低、效率高、适合工业化生产，具有良好的经济效益和工业应用前景。

主权项

1.一种二氧化锆/氧化石墨烯表面改性碳纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、上浆剂的制备按质量百分比取0.1～1％的硅烷偶联剂改性二氧化锆、0.5％～1％的环氧树脂和98～99.4％的有机溶剂搅拌均匀，得分散均匀的二氧化锆上浆剂；按质量百分比取0.1～1％的氧化石墨烯、0.5％～1％环氧树脂和98～99.4％的有机溶剂搅拌均匀，得分散均匀的氧化石墨烯上浆剂；或按质量百分比取0.1～1％的硅烷偶联剂改性二氧化锆、0.1～1％的氧化石墨烯、0.5％～1％的环氧树脂和97～99.3％的有机溶剂搅拌均匀，得分散均匀的二氧化锆与氧化石墨烯的混合上浆剂；步骤二、碳纤维表面去剂处理将碳纤维放入含有丙酮溶液的索氏萃取器中，冷凝回流后干燥；步骤三、碳纤维表面酸化处理将表面去剂处理后的碳纤维加入强酸中氧化处理，然后用去离子水清洗至洗液PH呈中性，干燥得到酸化碳纤维；步骤四、二氧化锆/氧化石墨烯表面改性碳纤维的制备将酸化后的碳纤维依次浸入二氧化锆上浆剂和氧化石墨烯上浆剂中；或将酸化后的碳纤维浸入二氧化锆与氧化石墨烯的混合上浆剂中，浸渍后干燥得二氧化锆/氧化石墨烯表面改性的碳纤维。