一种用作热塑性树脂基复合材料增强体的高模量碳纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用作热塑性树脂复合材料增强体的高模量碳纤维及其制备方法，包括标准碳纤维产品的表面纯化、高模化、恒流电解氧化、上胶剂亚胺化等步骤。其中，标准模量碳纤维的表面纯化是在惰性气氛下脱除纤维表面的高分子物质，高模化是指温度超过2000℃的惰性气氛下热处理，恒流电解氧化是指纤维在铵盐电解质溶液中进行电化学氧化，上胶剂亚胺化是指纤维表面涂覆的热塑性树脂前驱体上胶剂经过热处理转变成聚酰亚胺类上胶剂。该方法制备出的碳纤维具有高模量，且与热塑性树脂基体的粘接性能得以显著提高，可作为热塑性树脂复合材料的增强体，适用于工业化生产。

A kind of high modulus carbon fiber used as reinforcement of thermoplastic resin matrix composite and its preparation method

The invention relates to a high modulus carbon fiber used as a thermoplastic resin composite reinforcement and a preparation method thereof, including the steps of surface purification, high modulus, constant current electrolytic oxidation, sizing agent imidization, etc. of a standard carbon fiber product. Among them, the surface purification of the standard modulus carbon fiber is to remove the polymer material on the surface of the fiber in an inert atmosphere. The high modulus refers to the heat treatment in an inert atmosphere with a temperature of more than 2000 \u2103. The constant current electrolytic oxidation refers to the electrochemical oxidation of the fiber in an ammonium salt electrolyte solution. The imidization of the sizing agent refers to the heat treatment transformation of the sizing agent on the thermoplastic resin precursor coated on the fiber surface To form polyimide sizing agent. The carbon fiber prepared by this method has high modulus, and the bonding performance with the thermoplastic resin matrix is significantly improved. It can be used as the reinforcement of the thermoplastic resin composite, and it is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种用作热塑性树脂基复合材料增强体的高模量碳纤维及其制备方法
本专利技术属于碳纤维材料领域，具体涉及一种用作热塑性树脂基复合材料增强体的高模量碳纤维及其制备方法。
技术介绍
近年来，以通用工程塑料和高性能工程塑料为基体树脂的热塑性树脂基复合材料越来越受到人们关注，并已成为复合材料领域异常活跃的研究热点。但由于高模量碳纤维表面光滑、化学惰性大、表面能低，难以与热塑性树脂产生有效的界面粘接作用，导致复合材料界面性能难以满足实际应用需求。所以，必须在高模量碳纤制备过程中进行热塑性树脂基体相容性工艺设计，从而改善复合材料的界面性能，制备出适用于热塑性树脂基复合材料增强体的高模碳纤维。当前，为改善碳纤维与树脂基体的界面粘接性和相容性，常用的方法有上浆剂法、纳米微粒改性法、表面氧化法、等离子体处理法等，其中，等离子体表面处理虽然可以有效改善复合材料的界面性能，但对处理环境要求严苛，装置复杂、成本较高，对连续丝束处理效果不佳，限制了等离子体法在工业上的大规模应用。总的来说，上胶剂法和表面氧化法处理方法简单、易于实施、界面增强效果明显，是工业上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用作热塑性树脂基复合材料的高模碳纤维增强体的制备方法，其特征在于，标准碳纤维产品经表面纯化、高模化、恒流电解氧化、上胶剂亚胺化的步骤制备得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种用作热塑性树脂基复合材料的高模碳纤维增强体的制备方法，其特征在于，标准碳纤维产品经表面纯化、高模化、恒流电解氧化、上胶剂亚胺化的步骤制备得到。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）标准碳纤维表面纯化：提供一种标准模量的碳纤维，对所述碳纤维进行表面纯化处理，即在惰性气氛下脱除纤维表面的高分子物质；
（2）高模化：将该进行表面纯化处理的碳纤维在惰性氛围下进行超高温热处理，使碳纤维微晶重新排列、取向，得到高模化碳纤维；
（3）恒流电解氧化：将所述的高模化碳纤维在铵盐电解质溶液中进行电化学氧化，得到表面经过氧化处理的高模碳纤维；
（4）上胶剂亚胺化：将所述经过表面氧化处理的高模碳纤维表面涂覆聚酰胺酸上胶剂，随后进行热处理得到表面涂覆有聚酰亚胺上浆剂的高模碳纤维增强体。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的高模量碳纤维是指抗拉模量≥350GPa，标准模量的碳纤维是指抗拉模量220-250GPa的碳纤维。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学军，董玉双，田艳红，郝瑞婷，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11