一种通过构建“砖-泥”结构复合层对碳纤维进行改性的方法技术

技术编号:43318663 阅读:46 留言:0更新日期:2024-11-15 20:19
本发明专利技术公开了一种通过构建“砖‑泥”结构复合层对碳纤维进行改性的方法,属于碳纤维改性技术领域。本发明专利技术依次对碳纤维进行磁控溅射表面改性处理和多巴胺聚合表面改性处理,分别利用磁控溅射碳粒子膜层的结构特点和聚多巴胺的粘附特性,在碳纤维表面构建具有“砖‑泥”特点的层级界面体系结构,具有“砖‑泥”结构的碳/聚多巴胺层级界面体系使得碳纤维兼具高强度和高韧性,且对树脂基体的润湿性优异,可有效提高碳纤维与基体树脂的界面强度。将利用本发明专利技术的复合改性方法制得的改性碳纤维作为增强体制备复合材料,可获得具有高强韧性、综合力学性能优异的碳纤维复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维改性,特别是涉及一种通过构建“砖-泥”结构复合层对碳纤维进行改性的方法


技术介绍

1、碳纤维作为一种经有机纤维固相反应转变而成的含碳量在90%以上的高性能纤维,具有质轻、高强、高模、耐高温等一系列优异性能,因此被作为复合材料增强体应用于航空航天、汽车船舶、风电、光伏等领域。但由于碳纤维表面光滑、惰性大,表面能低,不利于树脂对纤维的浸润以及化学结合,导致碳纤维复合材料界面处产生较多缺陷,应力不能在界面相中得到有效传递,从而影响了复合材料整体性能的综合发挥。

2、目前通常通过消除碳纤维的表面杂质、增大纤维比表面积、提高碳纤维对树脂基体的润湿性、在材料表面引进反应性官能团、在碳纤维与树脂间构建界面过渡区等方式来提高碳纤维与基体树脂的界面强度,包括利用纳米技术在碳纤维表面构筑多尺度结构来改善碳纤维复合材料的强韧性能。特别是针对高强韧性碳纤维的生产,由于高强度和高韧性一直是一对矛盾体,材料强度的提高往往牺牲韧性。因此,寻找既能有效改善碳纤维复合材料界面性能,又可同时获得具有高强韧性的碳纤维复合材料的方法已成为各国碳纤维复合材料研究人本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种通过构建“砖-泥”结构复合层对碳纤维进行改性的方法,其特征在于,包括以下步骤:依次对碳纤维进行磁控溅射表面改性处理和多巴胺聚合表面改性处理,在碳纤维表面形成具有“砖-泥”结构的碳/聚多巴胺复合层。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理具体为通过磁控溅射在碳纤维表面沉积碳膜。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理以碳纤维为基材,以碳为靶材。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理的溅射条件包括:真空度为2×10-3Pa,靶基距为4cm,溅射功率为150-450W,溅...

【技术特征摘要】

1.一种通过构建“砖-泥”结构复合层对碳纤维进行改性的方法,其特征在于,包括以下步骤:依次对碳纤维进行磁控溅射表面改性处理和多巴胺聚合表面改性处理,在碳纤维表面形成具有“砖-泥”结构的碳/聚多巴胺复合层。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理具体为通过磁控溅射在碳纤维表面沉积碳膜。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理以碳纤维为基材,以碳为靶材。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述磁控溅射表面改性处理的溅射条件包括:真空度为2×10-3pa,靶基距为4cm,溅射功率为150-450w,溅射压强为0.8-1.5pa、溅射时间为20-50min,以高纯度氩气作为工作气,氩气流量为20ml/min。

5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨莉王胡涛徐珍珍阮芳涛胡黄飞江舒王凯向彦熹
申请(专利权)人:安徽工程大学
类型:发明
国别省市:

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