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碳纤维织物的蒸汽臭氧同时氧官能化表面绿色高效改性及树脂复合材料制造技术

技术编号:41493472 阅读:29 留言:0更新日期:2024-05-30 14:38
本发明专利技术涉及碳纤维改性技术领域,尤其涉及一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法及其树脂复合材料,将不去除上浆剂的商用碳纤维织物平铺至风冷型臭氧发生设备的处理槽的上层发生装置中,将下层发生装置中放入去离子水或双氧水的水相溶液,所述风冷型臭氧发生设备的臭氧发生器产生的臭氧气体导入到盛有水相溶液的下层发生装置中,携带水蒸气或过氧化氢水蒸气上升并进入到铺放碳纤维织物的上层发生装置,获得蒸汽臭氧同时氧官能化表面改性的碳纤维织物。本发明专利技术在不除去碳纤维织物表面商用上浆剂的情况下,利用蒸汽辅助臭氧进行氧官能化处理,能够活化碳纤维织物的表面,进而能够使碳纤维织物与树脂基体间的界面相互作用得以改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维改性,尤其涉及一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法及其树脂复合材料。


技术介绍

1、碳纤维是一种新型纤维状碳材料,含碳量在90%以上,因具有耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、比强度高、比模量优等性能而被广泛研究与开发。但是,碳纤维很少单独使用,通常作为增强体来制备碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber-reinforced polymer,cfrp)。

2、cfrp具有重量轻、易成型、可设计性强和力学性能优异等特点,被认为是最具发展潜力的结构材料之一,也是目前世界各国竞相发展的技术高地。cfrc虽然具有一系列优异的性能,但也存在一些不可规避的问题,其中最典型的是,作为一种各向异性材料,碳纤维复合材料的优异性能主要集中在纤维的轴向,在层间和横向并无纤维加强作用,导致制备的复合材料的层间剪切强度和横向拉伸强度较低。造成这一现象的原因主要在于:经过预氧化和高温碳化后,碳纤维表面呈现乱层石墨结构,活性官能团较少、表面能低、惰性大、表面光滑,导致其与树脂基体很难实现良好的浸润和结合,最终导致不能充分发本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法,其特征在于,包括如下步骤:将不去除上浆剂的商用碳纤维织物平铺至风冷型臭氧发生设备的处理槽的上层发生装置中,将下层发生装置中放入去离子水或双氧水的水相溶液,所述风冷型臭氧发生设备的臭氧发生器产生的臭氧气体导入到盛有水相溶液的下层发生装置中,携带水蒸气或过氧化氢水蒸气上升并进入到铺放碳纤维织物的上层发生装置,在30℃下进行表面氧官能化处理一定时间,则获得蒸汽臭氧同时氧官能化表面改性的碳纤维织物,其表面的O/C比未经表面改性的碳纤维织物提升10%~25%,表面能提升25%~35%。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维织物的臭氧氧...

【技术特征摘要】

1.一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法,其特征在于,包括如下步骤:将不去除上浆剂的商用碳纤维织物平铺至风冷型臭氧发生设备的处理槽的上层发生装置中,将下层发生装置中放入去离子水或双氧水的水相溶液,所述风冷型臭氧发生设备的臭氧发生器产生的臭氧气体导入到盛有水相溶液的下层发生装置中,携带水蒸气或过氧化氢水蒸气上升并进入到铺放碳纤维织物的上层发生装置,在30℃下进行表面氧官能化处理一定时间,则获得蒸汽臭氧同时氧官能化表面改性的碳纤维织物,其表面的o/c比未经表面改性的碳纤维织物提升10%~25%,表面能提升25%~35%。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法,其特征在于,所述风冷型臭氧发生设备的臭氧发生器的功率为200 w-800 w,输入电压为220v,臭氧出口浓度为500 ppm-2000 ppm,臭氧产生量为10-40 g/h,以空气为气源。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法,其特征在于,所述表面氧官能化处理的时间为10-20min。

4.如权利要求1至3任一权利要求所述一种碳纤维织物的臭氧氧官能化表面绿色高效改性方法制得的蒸汽臭氧同时氧官能化表面改性的碳纤维织物。

5.一种蒸汽臭氧同时...

【专利技术属性】
技术研发人员:郜鹏董雨洁王奇刘亚青
申请(专利权)人:中北大学
类型:发明
国别省市:

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