一种碳纤维表面处理的方法及应用技术

一种碳纤维表面处理的方法是将碳纤维以静态或动态置于激光发生器下方，通过激光发生器对碳纤维进行激光辐照处理，通过激光功率和辐照时间控制碳纤维接受的辐照剂量。本发明专利技术具有成本低，无污染，机械性能良好的优点。

A method and application of carbon fiber surface treatment

One method of carbon fiber surface treatment is to place the carbon fiber under the laser generator statically or dynamically. The carbon fiber is irradiated by the laser generator. The irradiation dose of the carbon fiber is controlled by the laser power and irradiation time. The invention has the advantages of low cost, no pollution and good mechanical performance.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维表面处理的方法及应用
本专利技术涉及一种碳纤维表面改性处理技术，属于碳纤维制造

技术介绍
碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、抗腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、易导电、易传热、热膨胀系数小等一系列优异特性，被应用于航空、航天、汽车工业、体育用品、建筑、土木、建筑、交通运输等领域。然而，碳纤维的表面呈惰性，如果不对其进行表面处理而直接使用，复合材料中碳纤维与基体材料的亲和力就会很弱，载荷无法在基体材料和碳纤维之间有效传递，因而无法获得高性能的复合材料。因此，为了充分发挥碳纤维的特性，通常要对碳纤维进行必要的表面处理。碳纤维的表面处理方法有：1)氧化法，又可分为气相氧化法、液相氧化法和电化学氧化法；2)涂层法；3)电聚合或接枝法；4)等离子刻蚀法等。在工业上得到实际应用的是电化学氧化法。这是因为电化学氧化法反应温和、反应程度易于控制、处理效果显著。但是，电化学氧化法存在能耗大、废液产生量大、对环境污染大的问题，而且复合材料的综合力学性能未得到充分发挥。
技术实现思路
针对现有碳纤维表面处理技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种成本低，无污染，机械性能良好的碳纤维表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将碳纤维以静态或动态置于激光发生器下方；(2)通过激光发生器对碳纤维进行激光辐照处理，通过激光功率和辐照时间控制碳纤维接受的辐照剂量。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将碳纤维以静态或动态置于激光发生器下方；(2)通过激光发生器对碳纤维进行激光辐照处理，通过激光功率和辐照时间控制碳纤维接受的辐照剂量。2.如权利要求1所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或再生纤维素为原料制备的碳纤维中的一种或几种。3.如权利要求2所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于碳纤维还是镀金属碳纤维，碳纤维表面的金属镀层是镍、铜、铝、铁、钴、锌中的一种或几种。4.如权利要求2所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于碳纤维是1-25mm长度的切断的短纤维，或长碳纤维，或是由多根碳纤维构成的碳纤维丝束，或连续碳纤维排布形成的各种形状的物质。5.如权利要求4所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于连续碳纤维排布形成的各种形状的物质是碳纤维布、编织物、无纺布，或是碳纤维的预浸料。6.如权利要求5所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于其中碳纤维的预浸料是连续碳纤维的预浸料，或是长度为1-25mm的切断碳纤维的预浸料。7.如权利要求2所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于碳纤维是无上浆剂的碳纤维，或是经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰亚胺、聚醚醚酮或聚偏氟乙烯上浆剂处理过的碳纤维。8.如权利要求1所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于激光辐照的剂量控制在0.01-200MGy。9.如权利要求1所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于激光发生器是具有100～3000nm的波长，激光束是脉冲输出式或者连续输出式。10.如权利要求8所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于激光发生器是具有200～1070nm波长。11.如权利要求9所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于激光发生器是具有1064nm或266nm波长。12.如权利要求1所述的一种碳纤维表面处理的方法，其特征在于激光发生器输出功率为0.1～50W，激光光束的聚焦斑点半径是0.005～0.5mm，激光辐照时间为1～150s，激光束在试样上移动时的速度是100～50000mm/s。13.如权利要求12所述的一种碳纤维表面处...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚平，朱宏，李文君，刘玉婷，宋红艳，吴良才，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西,14