碳纤维表面改性

碳纤维表面处理研究现状

碳纤维表面处理研究现状

摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。分析结果表明：国外对我国碳纤维生

产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。

关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法；

引言

随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。

碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。碳纤维表面处理按当前的研究现

状可以分为氧化法和非氧化法。在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。

1碳纤维应用领域及国内外生产状况

碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械⑴。

碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t, 到2010年的1万t,预计今年将达到1.3万t。在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都

明显的增加。空客A380其中的35t结构材料中，碳纤维复合材料占10%，波音公司生产

的波音787，碳纤维和玻璃纤维在结构材料的50%，增加的飞机飞行的经济性以及长时间续航能力。

风能是一种新时代的清洁能源，丹麦最大风力发电机组生产商维斯塔斯预测到2020年，风电将达到世界电量消耗的10%。作为风力发电的风叶必须具有高强、轻质等特点。碳纤维在风叶中的应用主要是大丝束（24K）的纤维。世界对清洁能源的需求致使纤维的需求量不断的在提高。开发低价格，高模量的纤维是一种纤维发展的

趋势。

碳纤维的生产技术处于领先地位的是日本和美国⑵。碳纤维生产的三大巨头公司都来至于日本，包括东丽、东邦、三菱人造丝公司。其中东丽公司是波音公司唯一指定的碳纤维供应商。随着碳纤维需求量的增加，三大公司也投入的大量资金扩大生产。其中对于PAN纤维的生产，三大公司份额占到了70%。其生产核心技术严格保密。2碳纤维表面处理技术

碳纤维表面的改性主要目的是增加碳纤维表面活性基团，增加碳纤维的润湿性，以及纤维表面的粗糙度，从而增加碳纤维与基体材料的契合强度。碳纤维表面处理的方法可以分为氧化法和非氧化法，氧化法包括：气相氧化法，液相氧化法，电化学氧化法。非氧化法包括：气相沉积法，电聚合法，涂层法，等离子体法，晶须生长法[3]。 2.1气相氧化法

气相氧化法是指将碳纤维置于氧化性气体氛围中，从而将碳纤维表面氧化，形成

大量的活性基团以及表面粗糙度等，增强了碳纤维与基体材料的结合强度。气相氧化使用的气体介质一般在热空气中混合氧气或含氧气体，处理温度一般在350-600C。冀克俭等⑷研究了臭氧处理碳纤维表面及其复合材料性能的影响，结果表明：采用在线表面03氧化处理方法对碳纤维进行了表面处理，增加了碳纤维表面上羟基和醚基官能团含量。碳纤维经过03表面处理后明显改善了碳纤维与环氧树脂基体间的界面粘结，使层间剪切强度大约提高了35%。气相氧化法虽然应用比较方便，处理时间短，能很好的与碳纤

维生产线联合，但气相氧化法反应太剧烈，反应精度不易控制，所以较少用于工业生产。

2.2液相氧化法

液相氧化法是将碳纤维浸渍到一定的氧化性液体中，氧化性液体将碳纤维表面进行

刻蚀，形成粗糙表面，增加表面积。同时氧化作用增加了碳纤维表面的羰基、羧基及酸性

基团。液相氧化法使用的氧化性液体包括：高锰酸钾、硝酸等氧化性试剂。杜慷慨［5］等使用硝酸溶液对碳纤维进行氧化，研究表面：碳纤维表面的羧基等氧化性基团随着氧化温度的升高和时间的延长而增多，当温度超过100C和氧化时间超过2h, 虽然含氧基团增加明显，但是碳纤维复合材料的性能明显下降。液相氧化法较气相氧化法比较，反应强度容易控制，效果也较液相氧化法好。但液相氧化法需要大量使用强酸强碱，对工业设备腐蚀很大，很少用于工业生产。

2.3电化学氧化法

电化学氧化法也称阳极电解氧化法。该法以碳纤维作为阳极，石墨电极作为阴极浸在电解质溶液中，电解液中的含氧阴离子在电场作用下向碳纤维移动，并在碳纤维表面放电发生氧化反应，从而使碳纤维表面生成羰基、羧基、羟基等氧化官能团，同时碳纤维表面也受到一定的刻蚀，产生了孔洞和沟槽，形成了一定的粗糙度，进而增加了碳纤维复合材料的强度。郭云霞⑹等采用电化学氧化法对聚丙烯腈（PAN）碳纤维进行表面处理，处理后的纤维表面沟槽加深，粗糙度增加，明显的增加了基体与碳纤维的咬合固定。电化学氧化法反应比较缓和，处理时间短，能很好的与碳纤维生产流水线衔接，而且通过控制反应的电解温度、电解质浓度、电流密度等工艺条件实现对氧化程度的精确控制，实现均匀氧化。电化学氧化法是目前最有实用价值的方法之

。

2.4气相沉积法

气相沉积法是采用气相沉积技术，将CH4等气体沉积到碳纤维表面，形成一层无定型碳，来提高其界面粘结性能，增加复合材料的层间剪切强度。气相沉积法现今采用的涂层技术主要包括两种：一种是将碳纤维加热到1200r，然后通入CH4和N2

的混合气体处理，CH4在碳纤维表面分解形成涂覆层，处理后复合材料的ILSS是处理前的两倍。另一种方法是，将碳纤维浸渍在喹啉溶液中处理，干燥后经1600C分解，处理后的复合材料ILSS是处理前的2.7倍。气相沉积法处理碳纤维需要的温度较

高，有一定的危险性，工艺条件苛刻，暂时不能实现广泛的工业化应用。

2.5电聚合法

电聚合法用碳纤维作为阳极，不锈钢板作为阴极，电聚合液使用含羧酸共聚物的氨

盐水溶液，在电场力的作用下，含羧酸的高聚物的阴离子在电场力的作用下向阳极表面移动，发生质子化作用而沉积在其表面形成聚合膜。电聚合液可以用苯乙烯马来酸酐，甲基乙烯醚马来酸酐等，他们都属于热塑性的材料，在高温下和湿态下ILSS 有不同程度的下降，电聚合法的电压比较低，时间短，可与碳纤维生产线匹配，只是工序较复杂，电聚合液不稳定，不便连续操作。

2.6涂层法

涂层法是指在碳纤维表面涂覆一次薄膜，从而增加碳纤维表面活性基团和粘结性

能。涂层主要包括：偶联剂涂层和聚合物涂层。偶联剂涂层是通过偶联剂的双性分子结构，其中一类分子与碳纤维表面键合形成稳定结构，另一类分子与基体材料键合，从而使碳纤维和基体材料能很好的结合。刘玉文等研究了硅烷偶联剂对电子束固化碳纤维复合材料对界面的增效效果，结果表明：偶联剂的环氧端基与树脂基体的环氧基团之间进行扩散交联，在碳纤维与树脂基体的界面形成化学键桥，是电子束固化复合材料界面粘合性能得到提高。聚合物涂层法，是将聚合物涂覆到碳纤维表面，再经一定处理后在碳纤维表面形成一层稳定的涂层。在碳纤维进行涂层法处理时，需要对碳纤维进行预氧化处理，使碳纤维表面能有一定活性基团能与涂层很好的结合。涂层能一定的提高碳纤维复合材料的ILSS，但对高模量的碳纤维效果不佳。

2.7等离子体法

等离子体法，是通过等离子体对碳纤维表面进行轰击，在碳纤维表面形成一定的刻蚀，产生一定粗超度，并使碳纤维表面产生一定的活性基团。使碳纤维与基体能产生很强的键合作用，如形成氢键或化学键。碳纤维对等离子的活性反应主要取决于碳纤维的表面结构。不同基体生产的碳纤维对同一种等离子处理的效果可能不同。郑安呐等⑺用氧和氩等离子对STC-300碳纤维的表面处理进行了研究。结果发现，碳纤维经等离子处理后表面形成了游离基，这些基团在30h内转化成其他基团，最终转变为酚羟基后逐渐消失。且等离子处理有产生游离基和消除游离基的双重作用，因此等离子体处理有时间效应，必须及时的与基体复合才能保持很好的效果。等离子体的产生需要一定的真空环境，在工业上应用的成本就提高了，设备结构复杂等，难以实现连续化、稳定化的生产。

2.8晶须生长法

晶须生长法通过化学气相沉积技术在碳纤维表面生成碳化硅、氮化硅、二氧化钛等晶须，晶须的生长法主要包括两个过程：晶核的形成和晶须的生长。晶须生长一般是从单根纤维上的缺陷开始的，这些缺陷包括杂质、疵点及组分或结构不均匀处。晶须生长法可以提高碳纤维复合材料的ILSS。但晶须生长法的成本昂贵，难于精确控制，不能进行工业化生产。

3结论

综上所述，碳纤维处理的各种方法都有优缺点：气相氧化法，反应剧烈，不易控

制；液相氧化法，强酸强碱使用太多，设备腐蚀严重；气相沉积法，需要温度高，工艺条件苛刻；电聚合法，工序繁杂，电聚合液稳定，不便连续操作；涂层法，需对碳纤维表面预处理，对高模量碳纤维处理效果不佳；等离子法，成本高，设备要求高，难以连续化、稳定化生产；晶须生长法，反应不易精确控制。相对来说，电化学法有点最多，不仅能够极大的提高碳纤维的表面浸润性能和反应性，而且处理条件温和而

易于控制，纤维表面处理均匀，易于与碳纤维生产线匹配，在碳纤维工业化生产上应用的前景广阔。

参考文献

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34(5):41-55.

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[3] 季春晓等?碳纤维表面处理方法的研究进展[J].石油化工技术与经济.2001,27(2):57-61.

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⑸杜慷慨等?碳纤维表面氧化还原研究[J].华侨大学学报.1999,20(2):354-357.

⑹郭云霞等.碳纤维电化学氧化表面处理效果的动态力学热分析研究J].复合材料学报.2004,

21(4):40-43.

[7]郑安呐等.玻璃纤维增强聚丙烯复合材料界面结合的研究[J].复合材料学报,1999,16(3):46-50.

碳纤维表面改性

碳纤维表面处理研究现状

碳纤维表面处理研究现状 摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。分析结果表明：国外对我国碳纤维生 产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。 关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法； 引言 随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。 碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。碳纤维表面处理按当前的研究现 状可以分为氧化法和非氧化法。在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。 1碳纤维应用领域及国内外生产状况 碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械⑴。 碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t, 到2010年的1万t,预计今年将达到1.3万t。在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都

碳纤维表面改性开题报告

南昌航空大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 题目碳纤维表面改性研究进展 专业名称高分子材料与工程 班级学号088102121 学生姓名刘强 指导教师万里鹰 填表日期2012 年 3 月16 日

碳纤维的表面改性研究进展 一．选题的依据及意义： 1.碳纤维简介 碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。但未经表面处理的碳纤维表面惰性大，缺乏具有化学活性的官能团，与基体的黏结性差，界面中存在较多的缺陷，限制了碳纤维高性能的发挥。因此，国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性，强化碳纤维与基体树脂之间界面性能，达到提高复合材料层间剪切强度的目的。 作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。 2 碳纤维表面结构与性能 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的,在热裂解过程中排出其它元素,形成石墨晶格结构。通过在氧气等离子气体中用腐蚀方法研究碳纤维的结构发现,石墨微晶在整个纤维中的分布是不均匀的,碳纤维由外皮层和芯层两部分组成,外皮层和芯层之间是连续的过渡层。延直径测量,皮层约占14%,芯层约占39%。皮层的微晶尺寸较大,排列较整齐有序。由皮层到芯层,微晶尺寸减小,排列逐渐变得紊乱,结构的不均匀性越来越显著,称之为过渡区。碳纤维表面的粗糙度、微晶大小、官能团的种类和数量对碳纤维与基体的结合性能有很大的影响。增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械嵌合,增强锚锭效应;石墨微晶越大,处于碳纤维表面棱角和边缘位置的不饱和碳原子数目越少,表面活性越低,相反,微晶越小,活性碳原子的数目就越多,越有利于纤维与树脂的粘合;碳纤维表面的官能团如- OH、-NH2等能与基体

聚合物表面改性方法

聚合物表面改性方法 摘要：本文综述了聚合物表面改性的多种方法，主要包括有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理法和新兴的原子力显微探针震荡法，并结合具体聚合物材料有重点的详细介绍了改性方法及其改性机理。 关键词：聚合物；表面改性；应用 聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用，但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差，限制了聚合物材料的进一步应用。为了改善这些表面性质，需要对聚合物的表面进行改性。聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下，在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作，赋予材料表面某些全新的性质，如亲水性、抗刮伤性等。 聚合物的表面改性方法很多，本文综述了溶液处理方法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理方法和新兴的原子力显微探针震荡法。下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。 1溶液处理方法 1.1含氟聚合物 PTFE或Teflon具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气的穿透性，所以在化学和电子工业上广泛地应用，但由于难粘结，所以应用上受到局限。为了提高粘结性能，需对表面进行改性，化学改性的方法通常用钠萘四氢呋哺液溶处理它。此处理液的配制是由1mol 的金属钠(23g)一次加到1mol萘(128g)的四氢呋喃(1L工业纯)中去，在装有搅拌及干燥管的三口瓶中反应2h，直至溶液完全变为暗棕色即成[1]。 将氟聚合物在处理液中浸泡几分钟，取出用丙酮洗涤，除去过量的有机物。然后用蒸馏水洗。除去表面上微量的金属。氟聚合物在处理液中浸泡时，要求体系要密封，否则空气中氧和水能与处理液中络合物反应而大大降低处理液的使用寿命。正常情况处理液贮存有效期为2个月。处理后的Teflon与环氧粘结剂粘结，拉剪强度可达1100~2000PSi。处理过的表面为黑色，处理层厚低于4×10-5mm 时，电子衍射实验表明处理过的材料本体结构没有变化，材料的体电阻、面电阻和介电损耗也没有变化，此方法有三个缺点：一、处理件表面发黑，影响有色导线的着色；二、处理件面电阻在高湿条件下略有下降，三、处理过的黑色表面在阳光下长时间照射，粘结性能降低，因此目前都采用低温等离子体技术来处理。 1.2聚烷烯烃 聚乙烯和聚丙烯是这类材料中的大品种，它们表面能低。如聚乙烯表面能只有31×10-7J/cm2。为了提高它们表面活性，有利于粘接，通常需对它们的表面进行改性，其中化学改性方法有用铬酸氧化液处理，此处理液的配方[2]重铬酸钠(或钾)5份，蒸馏水8份，浓硫酸100份，将聚乙烯或聚丙烯室温条件下在处理液中浸泡1~1.5h，66~71℃条件下浸泡1~5min，80~85℃处理几秒钟，此外还有过硫酸铵的氧化处理液[3]。其配方为硫酸铵60~120g，硫酸银(促进剂)0.6g，蒸馏水1000ml，将聚乙烯室温条件下处理20min，70℃处理5min，当用来处理聚丙烯时，处理温度和时间都需增加一些，70℃lh，90℃10min，其中促进剂硫酸银效果不明显，可以去掉，但此处理液有效期短，通常只有lh。这两种处理方法，效果都不错。 1.3聚醚型聚氨酯 Wrobleski D. A.等[4]对聚醚型聚氨酯Tecoflex以化学浸渍和接枝聚合进行表面改性。且用Wilhelmy平衡技术测定接触角，结果表明，经聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和PEG化学浸渍修饰表面，以及用VPHEMA对2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸及其钠盐(AMPS和NaAMPS)光引发表面接枝。其表面能增大，表面更加亲水。化学浸溃使前进和后退接触角降低20和30~40

硅橡胶表面改性对Ag涂层结合力及抗菌性的影响

目录 摘要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2抗菌 (1) 1.3抗菌材料的发展现状 (1) 1.3.1 抗菌纤维 (2) 1.3.2 抗菌陶瓷 (2) 1.3.3 抗菌金属 (2) 1.3.4 抗菌塑料 (2) 1.3.5 抗菌医用高分子材料 (3) 1.4抗菌剂的种类及其抗菌机理 (3) 1.4.1 天然有机抗菌剂 (4) 1.4.3 合成有机抗菌剂 (4) 1.4.4 无机抗菌剂 (5) 1.5缓释型无机抗菌材料 (7) 1.5.1 缓释型载体材料 (7) 1.5.2 抗菌剂载体的发展 (9) 1.6无电镀制备金属基抗菌涂层 (9) 1.6.1 无电镀的定义 (10) 1.6.2 无电镀镀银的种类 (10) 1.6.3 无电镀的特点 (10) 1.6.4 提高涂层与基体间结合力的方法 (11) 1.7抗菌材料的缓释性能 (12) 1.7.1 共混法制备抗菌材料的缓释性能 (12) 1.7.2 化学接枝法制备抗菌材料的缓释性能 (13) VII

浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进展

浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进展 室温硫化硅橡胶胶粘剂很多优异性能使其在电子电器、汽车、机械、建筑、医疗等行业得到广泛应用。但由于其对各种基材的粘接性较差，对其粘接改性研究很多，主要包括交联剂，聚硅氧烷物理化学增强改性和粘接面表面改性等。本人主要从交联剂的选择、树脂的增强改性、粘接面的表面处理三个方面综叙了增强改性机理和国内外研究进展，并提出了未来研究方向。 室温硫化硅橡胶（RTV）是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、加压即可就地固化，使用极其方便。因此，一问世就迅速成为整个有机硅产品的一个重要组成部分，现在室温硫化硅橡胶已广泛用作胶粘剂。硅橡胶胶粘剂是以硅橡胶为基础原料经过配合而制成的胶粘剂。由于RTV硅橡胶分子量较低，因此素有液体硅橡胶之称，其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物，其粘度在100～1000000厘斯之间。RTV硅橡胶是以羟基封端的聚硅氧烷为主体材料，分为单组分和双组分两种。单组分室温硫化硅橡胶对大多数基材的粘接性优良，能在-60～200℃温度范围长期使用，具有优良的电气绝缘性能和化学稳定性，对多种金属和非金属材料有良好的粘接性。主要用作各种电子元器件及电气设备的涂覆，包封材料起绝缘，防潮，防震作用；也可作为密封填隙料及弹性粘接剂等。双组分的室温硫化硅橡胶的组分比例富于变化，一个品种可以得到多种规格性能的硫化制品，而且还能深度硫化，但由于对于基材的粘接性能较差，主要用于电子电器、汽车、机械、建筑等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮及制作辊筒的材料。硅橡胶自身的强度和对各种材料的粘附强度都比较低，限制了其应用范围。目前，对于RTV硅橡胶胶粘剂的增强改性研究，主要包括：交联剂，聚硅氧烷物理化学增强改性和粘接面表面改性等，以提高胶粘剂的粘接性能。 1、交联剂的选择 使用含Si-N键数目3个以上的硅氮低聚物作为硫化剂，Si-N键在低浓度的有机锡盐催化作用下，与107胶的硅羟基发生缩合交联反应，其配制的双组分有机硅胶粘剂在粘接金属(不锈钢、铝、钛合金、铜等)、硅橡胶，粘接表面时不需要底胶进行处理，对以上材料的室温粘接强度超过2.0MPa，胶粘剂在粘接金属

橡胶与各指标的关系

浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言： 在橡胶制品过程中，一般必须测试的物性实验不外乎有： 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能和工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的聚合物和配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡胶的物理性能与配方的设计有密切关系，配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差异。 1、拉伸强度：是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的盖胶、橡胶减震器的持久性都是随着拉伸强度的增加而提高的。 A：拉伸强度与橡胶的结构有关： 分了量较小时，分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大，胶料的内聚力提高，拉伸时链段不易滑动，那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基，分子间的价力大大提高，拉伸强度也随着提高。也就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高，拉伸强度增大。 B：拉伸强度还跟温度有关： 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C：拉伸强度跟交联密度有关： 随着交联密度的增加，拉伸强度增加，出现最大值后继续增加交联密度，拉伸强度会大幅下降。硫化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶，弱键早期断裂，有利于主健的取向结晶，因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系，采用硫黄硫化，选择并用促进剂，DM/M/D也可以提高拉伸强度，（碳黑补强除外，因为碳黑生热作用）。 D：拉伸强度与填充剂的关系： 补强剂是影响拉伸强度的重要因素之一，填料的料径越小，比表面积越大、表面活性越大补强性能越好。结晶橡胶的硫化胶，出现单调下降因为是自补强性非结晶橡胶如丁苯随着用量增加补强性能增加、过度使用会有下降趣向。低不和橡胶随着用量的增加达到最在值可保持不变。 E：拉伸强度与软化剂的关系：

医用硅橡胶

医用硅橡胶 前言： 医用高分子材料除了从原料到成品都必须进行严格控制外，还必须满足以下要求：化学惰性、不受组织液侵蚀；与周围组织相适应，不引发炎症，不与生物体反应，异物反应尽可能少；不致癌；不引起过敏反应、表面凝血；植入体内，长期使用不丧失拉伸强度、弹性等机械性能；不变形，能经受必要的消毒措施；易于加工成复杂的形状等…[1]。 硅橡胶具有耐热、耐寒、无毒、耐生物老化、生理惰性、对人体组织反应极小、植入人体组织后不引起异物反应、对周围组织不引发炎症及较好的物理机械性能等优点，符合医用高分子材料的要求；在医疗卫生、医学方面获得越来越广泛的应用[2,3]。 一、医用硅橡胶的历史 硅橡胶的医用特性大约是在1945年发现的。即当在玻璃表面上涂一层在显微镜下才能看到的那样薄的硅橡胶液体膜时，水在其上面不粘附，这一结果就表明了青霉素和血液完全可以从贮存瓶中倒出来。而且还发现当将血液分别贮存在用硅橡胶处理和未处理的两个瓶中时，其血液的凝固速度前者比后者要慢，显示出了良好的抗凝血性。1954年，Mc Douglall 报道了“对外界影响极为敏感的热血动物的各种细胞组织与液态、半液态和类似橡胶态的硅酮制品接触时，其细胞

组织的发育状态未发现异常现象”的研究结果，表明硅橡胶不会对 细胞生长产生不良的影响［4］。 二、我国对医用硅橡胶制品的研发和应用 我国对医用硅橡胶制品的研发和应用是始于20世纪年60代，但大量的基础研究及产品试制工作还是在20世纪70年代以后进行的。特别是近十几年来，硅橡胶作为生物适应材料的研究已取得了很大的进展，并且有许多功能化、系列化的医用硅橡胶制品投入了临床应用。这些制品根据其用途，大致可分为：（1）脑外科用人工颅骨［5］、脑积水引流管、人工脑膜；（2）耳鼻喉科用人工鼻梁、鼻孔支架、鼻腔止血带气囊分道导管、人工耳廓、人工下颌、“T”型中耳炎通气管、人工鼓膜、人工喉、喉罩、“T”型气管插管、泪道栓、吸氧机波纹管；（3）胸外科用体外循环机泵管、胸腔引流管、人工肺薄膜、胸腔隔离膜、人工心瓣；（4）内科用胃管、十二指肠管、胃造瘘管；（5）腹外科用腹膜透析管、腹腔引流管、“T”型或“Y”型管，毛细引流管、人工腹膜；（6）泌尿科和生殖系统用单腔导尿管、梅花型导尿管、双腔或三腔带气囊分道导管、膀胱造瘘管、肾盂造瘘管、阴茎假体、子宫造影导管、人工节育器、皮下植入型避孕药物缓释胶棒、胎儿吸引器；（7）骨科用人工指关节、人工月骨、人工肌腱、人工膝盖膜、减振足垫；（8）皮肤科用人工皮肤、软组织扩张器、疮疤帖；（） 整形用人工乳房、修补材料等几大类［6］。 三、医用硅橡胶的发展方向

碳纤维施工工艺介绍

碳纤维加固混凝土结构施工工艺 碳纤维复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点，碳纤维片加固补强混凝土结构的应用研究始于 20 世纪 80 年代美国、日本等发达国家，进入 20 世纪 90 年代中后期我国的许多科研机构和企业也相继进行了这方面的试验研究。 目前，在我国的北京、上海、天津、江苏、福建等许多地区的桥梁和工民建工程中得到了广泛的应用。其中有些是由于意外事故而导致结构或构件的承载能力而需补强加 固的；有些是由于混凝土强度或配筋不足而需补强加固的；有些是由于结构或构件达到或接近使用年限而需加固的；还有部分建筑是未进行抗震设防的，满足不了《建筑抗震鉴定标准》 GB50023-95 要求，需进行抗震加固。中国革命历史博物馆（以下简称“革历博”）就是属于后两种情况，进行综合比较后选择了碳纤维粘贴抗震加固的方式。下面结合“革历博”具体工程实例谈一谈碳纤维加固混凝土结构的 施工工艺。 ?碳纤维片加固简介 （ 1 ）特点 ①高抗拉强度、高弹性模量。 ②施工方便，无需任何夹具、模板，能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸，可多层粘贴，并能有效地封闭混凝土的裂缝；

③耐腐蚀及耐久性能好。 ④不增加结构自重。 （ 2 ）适用范围。适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构 件的加固补强。 （ 3 ）加固机理。利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳 纤维片粘贴于混凝土结构表面，并与之形成整体，共同工作。 ?施工工艺 在碳纤维加固施工前，应尽可能地卸去部分荷载，使碳纤维粘贴施工时结构或构件承受的荷载作用减小到最小程度。其加固施 3.1 混凝土基底处理 （ 1 ）裂缝处理。宽度小于 0.2mm 的裂缝，用环氧树脂进 行表面涂抹封闭；大于 0.2mm 的裂缝用环氧树脂灌缝。“革 历博”抗震加固的大梁大部分都有宽度不一的裂缝，最大裂 缝达到 1mm 以上，为此我们对所加固的主梁首先进行了压 力灌胶处理。 （ 2 ）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净，达 到结构密实部位，使其表面平整。

氟碳橡胶改性涂层材料赋予橡胶表面的耐磨防粘等-中国聚合物网

氟碳橡胶改性涂层材料赋予橡胶表面的耐磨、防粘等特性V1.0 在航空航天工业、汽车工业、机械制造、石油开采、炼油及其他工业生产中,需要大量在燃油、润滑油、液压油等油类中使用的橡胶制品,然而按标准工艺生产的橡胶制品均存在耐磨性、耐油等方面的不足，人们通过采用各种化学粘结、等离子喷涂、离子注入等方法,对橡胶进行处理,皆因过程复杂、设备昂贵、性能不理想, 而得不到广泛应用；即使是二氟化氙(XeF2)表面氟化的表面处理也因需要特殊设备而无法进入寻常生产厂而同样得不到广泛的应用。 因此操作简单，处理效果好的表面处理是工业界急需要找寻的工艺方法。氟碳表面改性涂层材料赋予普通橡胶的表面耐磨、防粘、耐腐等特性来解决这类问题。 一、普通橡胶普遍存在的问题： 1、耐油问题：橡胶制品在使用过程如果和油类介质长期接触,油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀,致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶发生溶胀,是因为油类渗入橡胶后,产生了分子相互扩散,使硫化胶的网状结构发生变化。橡胶的耐油性,取决于橡胶和油类的极性,橡胶分子中含有极性基团,如氰基、酯基、羟基、氯原子等,会使橡胶表现出极性。极性大的橡胶和非极性的石油系油类接触时,两者的极性相差较大,此时橡胶不易溶胀。如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶、氟硅胶等对非极性的油类有良好的耐油性。近年来,世界各国都在大力开发综合性能优良的耐油橡胶,主要是利用合成阶段的改性、多元共聚,加工阶段的不同橡胶共混、橡塑并用、添加有用的填充剂等方法来改善耐油橡胶的综合性能,已取得了很大的成效。 2、耐磨性问题橡胶的主要用途之一是用作活动密封件。由于旋转轴的转速较高,密封制品要承受很大的摩擦扭矩,尤其是在润滑效果不良的情况下,密封区域的生热较大,会导致胶料发粘或与金属粘合性能提高,使密封件破坏,进而导致密封失效。降低摩擦区域温度比较有效的方法之一是在橡胶中加入润滑填料,以降低胶料的摩擦因数。如二硫化钼及石墨加入橡胶生产配方中。另外，使用聚四氟乙烯（PTFE），聚四氟乙烯具有优良的耐介质和耐大气老化性能,使用范围广,有良好的自润滑性能,摩擦因数很小,将其包覆在橡胶表面可大大减小橡胶制品的表面摩擦因数,提高耐磨性能和耐介质性能。但是,聚四氟乙烯的表面能较低,很难与其它材料复合,目前研究的聚四氟乙烯包覆方法有如下几种：辐照接枝法、等离子体活化法、化学腐蚀法、静电喷涂法、媒介法。而经氟碳橡胶表面改性性处理的过的橡胶能达到比聚四氟乙烯更小的表面能。 二、一般橡胶表面化学改性的方法及应用局限性：表面改性可在不影响橡胶胶基材性能的性况下减小其表面的微观结构、致密封性、耐磨性。表面改性的方法分为表面化学改性和物理包覆。表面化学改性方法有氟化、溴化、碘化和磺化,其中氟化的方法有：XeF2氟化，等离子体活化氟化及离子注入法。用二氟化氙晶体对橡胶制品进行表面氟化已实现了工业化应用；物理包覆方法主要有聚对亚苯基二甲基薄膜包覆、润滑膜表面涂覆、聚四氟乙烯包覆和其它氟化物包覆。 1、各种表面化学改性性方法只是对橡胶表面进行改进，处理后表面改性层易磨损，使用时间有限； 2、各种改性方法只能做为表面处理剂，不能作为配方综合的提高橡胶综

碳纤维表面改性研究进展(1).pdf

２０１５年３月化学研究１１１第２６卷第２期 CHEM ICAL RESEARCH http ：／／hxya cbpt． cnki． net． 碳纤维表面改性研究进展 刘保英１，２，王孝军３，杨杰１，３倡，丁涛２倡（１．四川大学高分子科学与工程学院，四川成都６１００６５；２．河南大学化学化工学院，河南开封４７５０ ０４；３．四川大学分析测试中心，四川成都６１００６４） 摘要：碳纤维因其优异的综合性能常被用作树脂基体的增强材料．然而由于碳纤维与树脂基体之间的界面结合性能较差，其增强的复合材料的力学性能往往与理论值相差甚远，因此必须对碳纤维进行表面改性，以提高其与聚合物基体的界面粘结性能．本文作者综述了国内外关于碳纤维表面改性技术的研究进展，概述了涂层法、氧化法、高能辐射法等改性方法对碳纤维增强复合材料界面强度的改性效果． 关键词：碳纤维；表面改性；研究进展 中图分类号：O６４文献标志码：A文章编号：１００８－１０１１（２０１５）０２－０１１１－１０Research progress of surface modification of carbon fiber LIU Baoying１,２ , WANG Xiaojun３ , YANG Jie１,３倡 , DING Tao２倡 ( １ . Colle ge o f Poly mer Science & Engineering , Sichuan Universit y , Cheng du ６１００６５ , Sichuan , China ; ２ . Colle ge o f Che m istr y and Che m ical Engineering , H enan University , K ai f eng ４７５００４ , H enan , China ; ３ . A naly tical & Testing Center , Sichuan University , Cheng du ６１００６４ , Sichuan , China) Abstract : Carbon fiber （CF） has been widely used as a reinforcement of polymer composite due to its excellent comprehensive performance ．However ，the strength of CF reinforced resin ma‐ trix composite is always much lower than the theoretically predicted value due to smooth sur ‐face and chemical inertness of carbon fiber w hich lead to a poor interface between CF and res ‐ ins ．Thus ，the research on surface modification of carbon fiber is very important in the compos ‐ ites applications ．This article presents an overview of some surface modification methods of CF ，such as coating method ，oxidation process and high‐energy radiation treatment ，and intro‐ duces the modified effect of each method on the interfacial strength of carbon fiber reinforced polymer composite ． Keywords ：carbon fiber ；surface modification ；research progress 碳纤维（CF）以其高比强度、高比模量、小的线膨胀系数、低密度、耐高温、抗腐蚀、优异的热及电传导性等特点，被称为新材料之王，常用作高性能树脂基复合材料的增强材料，广泛应用于飞机制造、国防军工、汽车、医疗器械、体育器材等方面［１－２］．工业化 收稿日期：２０１４－０９－１５． 基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目（１４A４３００４２）．作者简介：刘保英（１９８６－），女，讲师，研究方向为聚合物基复合材料改性研究倡通讯联系人 E mail ppsf scu edu cn ．，‐ ：＠．．，dingtao ＠ henu edu． cn．．生产的碳纤维按前驱体原料的不同可以分为：聚丙烯腈基（PAN‐based）、黏胶基、沥青基碳纤维和气相生长碳纤维［２－６］．与另外３种碳纤维相比，PAN基 碳纤维生产工艺简单，产品力学性能优异，产量约占全球碳纤维总产量的９０％以上［５］．自１９６２年问世以来，PAN基碳纤维取得了长足的发展，成为碳纤维工业生产的主流［７］． 由于碳纤维原丝表面由大量惰性石墨微晶堆砌而成，所以原丝表面呈非极性［８－９］，表面能小，与树脂基体的浸润性差，界面结合性能差．此外，高性能 DOI ：１０１４００２／．j hxya．２０１５．０２．００１．｜化学研究，２０１５，２６（２）：１１１－１２０

电化学处理对碳纤维表面改性的研究

电化学处理对碳纤维表面改性的研究 摘要：简要介绍了碳纤维表面电化学处理的作用和工艺，分析了电化学处理效 果的影响因素，及其对纤维力学性能和层间剪切强度的影响。 关键词：电化学处理；电解；层剪；刻蚀 引言 碳纤维表面经过电化学处理，可以提升其与树脂基体的结合牢固性，但同时会牺牲一定 的力学性能。 1 电化学处理的作用 纤维经过高温炭化工序后，表面缺少活性基团，导致其与树脂的结合效果差，表现为层 间剪切强度（以下简称“层剪”）低。当纤维-树脂复合材料受力时，由于纤维与树脂结合力弱，外力并不能很好地从树脂传递到纤维上，使得整体承载能力降低。经电化学处理后，纤维表 面发生氧化反应，生成羰基、羧基等不饱和含氧官能团，增强了纤维与树脂之间的化学键合力，使两者结合得更牢固。另外，电化学处理对纤维表面有刻蚀作用，增加了粗糙度，从物 理方面增强了纤维与树脂的结合性。 2 电化学处理的原理 电化学处理过程实际上是一个将电能转化为化学能的过程，利用碳纤维的导电性，将其 作为阳极，发生氧化反应，在纤维与阴极之间充满电解液，然后通入直流电构成完整回路。 在电压作用下，水或OH-在纤维表面放电（酸性和中性电解液主要是水，碱性电解液主要是OH-），产生活性氧对纤维表面进行氧化，最终生成所需的含氧官能团。 3 影响电化学处理的因素 影响电化学处理效果的因素有很多，如电解质的种类、浓度、温度，处理时间和电流密 度等。其中处理时间可通过走丝速度来调节，各纤维生产商工艺定型后走丝速度一般就已固定，不再做调整，因此处理时间在此不再讨论。 3.1 电解质种类 不同种类电解质对纤维表面的电化学处理效果有较大差异，即使浓度相同，电导率不同，则电流密度不同；另外，酸/碱度不同，则氧化效果不同，一般酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。 3.2 电解液温度 电解液温度会影响电化学反应的难易程度和反应速度，且温度越高，反应越容易发生， 反应速度越快。经研究发现，温度的升高会使水的析氧、析氢反应更早、更快地发生，单位 时间产生出更多的活性氧，使得纤维表面的氧化反应更为剧烈。 3.3 电解液浓度 电解液浓度会影响电化学反应的速度，且浓度越大，反应速度越快，但不会影响其发生 的难易程度。经研究发现，浓度越高，电解液的析氧、析氢反应越剧烈，单位时间产生的活 性氧越多，表现为氧化反应的速度快。 3.4 电解液电流密度 3.4.1 电流密度对纤维表面含氧官能团的影响 经研究发现，未经电化学处理的纤维表面O的存在形式主要是C-O；而经过电化学处理 的纤维表面碳环被打开，C-C先被氧化成C-O，再被氧化成C=O和-O-C=O，生成羰基、羧基 等含氧官能团，即C-O的数量先增加后减少，C=O的数量持续在增加。我们可用C-O和C=O 的比例来判断纤维表面的氧化程度，也可用来评估电解质的氧化能力。 需要注意的是，随着电流密度增加，酸性电解液单位时间在纤维表面生成的C=O和-O- C=O等不饱和官能团多于碱性电解液，即酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。纤维厂商 往往根据自身产品特点选用合适的电解质，如石墨纤维因表面质地紧密，需采用NH4H2P04 等酸性电解质提供更强的氧化效果，而普通碳纤维则采用NH4HC03等弱碱性电解质即可。 3.4.2 电流密度对纤维表面刻蚀的影响 若采用碱性电解液，氧在较低的电流密度作用下即可析出，OH-在纤维表面产生大量的活

表面改性医用橡胶的光谱研究

第19卷,第4期 光　谱　学　与　光　谱　分　析V ol.19,No.4,pp553-555 1999年8月 Spectroscopy and Spect ral Analysis Aug ust,1999　 表面改性医用橡胶的光谱研究* 罗传秋 刘　泳 杨继萍 翁　健 北京大学化学与分子工程学院,100871　北京 摘　要　本文用衰减全反射傅里叶红外光谱(A T R-F T IR)和X射线光电子能谱(X P S)对两种表面改性的耐 药性能优良的医用橡胶样品进行了研究,结果表明两种样品表面层和体相组成完全不同,其表面层为氟化聚 合物,体相为丁基橡胶。样品Ⅱ表面层氟的相对含量高于样品Ⅰ表面,且以CF2为主;在相同条件下进行氩离 子刻蚀,样品Ⅱ表面层较样品Ⅰ表面层不同深度的F/C原子比的变化相对小。 主题词　医用橡胶,　表面改性,　红外光谱,　光电子能谱 　 1999-04-20收,1999-05-28接受;*本课题获得分子动态与稳态结构国家重点实验室的资助 引 言 丁基橡胶不仅具有优良的气密性,其耐热耐水耐油性耐摩擦性亦佳,并且具有较好的抗氧化性,常用做药品瓶塞,但是其耐药性即化学惰性有限,在接触某些药品时会使药品变色,甚至使液体药品产生浑浊变质。为此采用多种方法对其表面进行改性,使其表面具有化学惰性。国际上现多采用赋予橡胶塞表面氟化聚合物层,此法既经济又实用。本文用表面光谱分析的有力手段(A T R-F T IR和X P S方法),对两种耐药性能甚佳的橡胶塞进行了分析,并对这两种样品的表面层与体相的组成进行了比较。 1　实验部分 1.1　样品与仪器设备 样品三种:代号Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅰ和Ⅱ为表面具有改性层的医用胶塞,Ⅲ为已知组成的丁基胶塞。 每种胶塞用刀片分别取表面层薄片(代号1),内部薄片(代号2);厚度为0.5～ 1.0mm。刀片用乙醇清洗,样品要求平整。 仪器:[美]Bio-RA D F T S-65A衰减全反射傅里叶红外光谱;[英]V G公司ESC A L AB-5型多功能电子能谱仪; O ly mpus BH2型显微镜(带照相设备)。 1.2　实验条件 (1)A T R-F T IR分辨率为4cm-1,扫描次数32; (2)X P S用A1靶,管压10kV,管流18.5m A。样品表面刻蚀用氩离子束,实验采取两种条件,离子束加速电压3kV,样品电流50μA,12min;4kV,90μA,5min;每隔1min将样品盘转动90°,以保证对样品膜表面溅射的均匀性。 (3)显微照相放大倍数为4,10,20,40。2　结果与讨论 1.目测未改性丁基胶塞Ⅲ与改性的胶塞Ⅰ和Ⅱ表面有明显的差别,Ⅰ和Ⅱ表面光亮,用显微镜分别观察两类样品的纵剖面薄片,可见经表面改性的样品Ⅰ和Ⅱ表面具有一层一定透明度的聚合物膜,它与本体之间界面无空隙;样品Ⅲ无分层现象。经放大拍照,测量样品Ⅰ和Ⅱ的表面层平均厚度分别为0.24和0.22mm。 2.A T R-F T IR可以测试样品浅表面分子中基团的振动转动,其探测深度一般小于500nm,A T R-F T IR的实验结果见图1、图2、图3和表1。图1、图2分别是样品Ⅰ、Ⅱ的表面和内部薄片的A T R-F T IR图,图3是已知丁基胶塞的A T R-F T I R图。由图1、2可见Ⅰ和Ⅱ两种样品表面层和内部的特征基团有明显的差别,其内部Ⅰ-2和Ⅱ-2的特征谱带与样品Ⅲ(见图3)的特征谱带一致。 Fig.1　ATR-FTIR spectra of sampleⅠ

碳纤维力学性能论文

本科毕业论文 论文题目：PAN基碳纤维碳酸氢铵电解氧化表面处理研究 姓名：翟姣姣 学号：20140073110 院（系、部）：化学工程与生物技术学院 专业：化学 班级：2014级化接本 指导教师：臧红霞副教授 完成时间：2016 年 4 月

摘要 PAN基碳纤维是指化学组成中碳元素质量分数在90%以上的纤维材料，是利用各种有机纤维在惰性气体中，经过低温氧化、低温碳化及高温碳化而制的。为了得到高性能碳纤维需进行表面处理，表面处理是高性能碳纤维制备的重要环节之一。本文主要以5%的碳酸氢铵溶液为电解液，采用阳极氧化对PAN基碳纤维表面进行氧化处理，通过对碳纤维改性前后层间剪切强度、拉伸强度等力学性能进行对比分析，分别探讨了在恒流模式下调节电解电压和恒压模式下调节电解温度对PAN基碳纤维力学性能的影响。结果表明：在阳极氧化过程中随着电压强度的提高，碳纤维的拉伸强度、层间剪切强度呈现先上升后下降的趋势。随着温度的不断提高，碳纤维的拉伸强度呈现先下降后上升再下降的趋势、层间剪切强度呈逐步增大的趋势。 关键词：PAN基碳纤维；表面处理；电化学氧化；力学分析

Abstract PAN based carbon fiber is a fiber material in more than 90% of the mass fraction of carbon in the chemical composition,it is the use of various kind of organic fibers in an inert gas, after oxidation at low temperature, low temperature and high temperature carbonization and system.In order to get high-performance carbon fiber need to surface treatment, surface treatment is one of the important links of the preparation of high carbon fiber. In this paper, with5% of the ammonium bicarbonate solution as the electrolyte,oxidation on the surface of PAN based carbon fibers and oxidation treatment, through carries on the contrast analysis of carbon fiber before and after modification interlaminar shear strength, tensile strength and other mechanical properties were analyzed,in the constant, discussed under the mode of constant current and constant voltage electrolysis voltage mode electrolytic temperature on mechanical properties of PAN based carbon fiber effect.The results showed that with the increase of the voltage in the process of anodic oxidation,carbon fiber tensile strength,shear strength between the layers of first after rising downward trend.With the constant improvement of the temperature,the tensile strength of carbon fiber,showed a trend of rise and fall after the first drop,interlayer shear strength have been gradually increasing trend.With the increase of temperature,the tensile strength of carbon fibers showed a trend solid content properly. Keywords: pan-based carbon fiber；surface treatment；electrochemical oxidation；Mechanics analysis

表面改性方法

镁合金表面熔覆改性技术 Surface Overlaying Modification Technology of Magnesium Alloys 摘要评述了镁合金表面熔覆改性技术的国内外发展概况，着重介绍了热喷涂、激光熔覆及热喷涂+激光重熔复合熔覆3种处理工艺和熔覆涂层材料，提出采用热喷涂+激光熔覆合法熔覆工艺、镁合金表面熔覆非晶合金以及熔覆高熔点涂层是提高镁合金表面性能的有效方法，具有良好的应用前景。 关键字：镁合金表面改性研究进展 Abstract:Recent developments of the application of surfacing overlaying modification technology of magnesium alloys are reviewed. The main treatment processes including thermal spraying, laser cladding and a two-step composite method, thermal spraying firstly then laser cladding, are introduced emphatically. Moreover, coating materials for surface modification of magnesium alloy are also summarized. It's pointed out that the composite technology of thermal spraying firstly then laser cladding, overlaying amorphous alloys coating and high melting point materials coating are effective methods of enhancing surface performance of magnesium alloys, which have good application prospects and are worth further studying. Key words magnesium alloys, surface modification, research progresses 1 序言 镁合金因密度低.比强度、比刚度高.电磁屏蔽性好.减震性好.以及优良的切削加工性能.在航空、汽车和电子通讯等行业中得到广泛的应用。但是镁的化学稳定性低.电极电位很负（-2.34V）耐蚀性差.月_镁合金的耐磨性、硬度及耐高温性能也较差.在某种程度上制约了镁合金材料的广泛应用。因此.如何提高镁合金的耐磨、耐腐蚀及耐热等综合性能已成为当今镁合金材料研究、发展的重要课题。有效的途径之一是对镁合金表而进行表而改性处理.在基体材料的表而形成相应的保护层。 日前，镁合金表而处理上要有化学转化、阳极氧化、表而渗层、表而电镀等方法这些方法都存在一些局限性.要么对环境有较人污染.要么所制得的涂层厚度、致密性有限而不能够有效保护。然而采用表而熔覆改性处理.如热喷涂、激光熔覆等方法.就可以克服以上不足.既环保又满足使用性能。本文综述了近年来国内外镁合金表而熔覆改性处理技术和熔覆涂层材料的发展概况。 2 镁合金表面熔覆工艺 2.1 热喷涂工艺 热喷涂技术几乎适用各种材料对零件表而的喷涂.对零件的尺寸大小及形

石墨及其表面改性对硅橡胶导热性能的影响

石墨及其表面改性对硅橡胶导热性能的影响 摘要：用双辊混炼机将导热填料分散到聚甲基乙烯基硅氧烷中，再配以增强剂、硫化剂等，经模压硫化制得导热硅橡胶。研究了导热填料种类、石墨的表面改性和用量以及石墨与炭黑的复配对硅橡胶导热性和力学性能的影响。结果表明，在用量相同的情况下，导热填料的导热系数越高，其填充硅橡胶的导热性越好，且硅橡胶的导热系数随导热填料用量的增加而增大。石墨的表面改性改善了石墨与硅橡胶的界面相容性，使硅橡胶的力学性能和导热性都得到提高。不同粒径及颗粒形态的炭黑与石墨复合可改善硅橡胶的导热性和力学性能，导热硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率随复合填料中炭黑用量的增加而提高，当石墨与炭黑质量比为25/5时，硅橡胶的导热系数最高，综合性能较好。 关键词：硅橡胶；导热填料；石墨；表面改性；导热性；力学性能 硅橡胶与天然橡胶及其他合成橡胶相比，具有耐高低温、耐老化及电气绝缘、生理惰性好等优异性能，在航空航天、电子电气、化工、建筑及医疗卫生等方面得到了广泛的应用。但其导热系数仅为0.173W /(m.K)，导热性较差，因而限制了其在某些领域中的应用。加入导热填料，如金属粉、石墨、氧化铝及氧化镁等可改善硅橡胶的导热性[1]。 潘大海等[2]研究了导热填料种类、用量及粒径对室温硫化硅橡胶性能的影响，结果表明采用粒径为5~20μm的氮化硅为导热填料可制得导热性、力学性能及加工性能良好的室温硫化硅橡胶。Mu等[1]研究发现，不同粒径的氧化锌复合填充硅橡胶的导热性较好。石墨具有优良的导热性[导热系数209.34 W /(m.K)]。李侃社等[3]用石墨作为导热填料，并用钛酸酯偶联剂对石墨进行表面改性，制备了力学性能和导热性均较好的聚乙烯复合材料。然而，关于石墨对高温硫化硅橡胶性能的影响却鲜有文献报道。本工作以聚甲基乙烯基硅氧烷为基础胶，研究导热填料种类、石墨的表面改性和用量以及石墨与炭黑的复配对硅橡胶导热 性和力学性能的影响。① 1试验部分 1.1主要原材料及设备 聚甲基乙烯基硅氧烷(牌号110-2，乙烯基摩尔分数0.15% )，上海东爵有机硅集团有限公司生产；气相法二氧化硅(牌号A-100，比表面积110 m2/g)，沈阳化工厂生产；石墨(牌号F-1，粒径4μm)，上海胶体石墨厂生产；导电炭黑(牌号VXC-72，粒径30 nm)，Cabot上海分公司生产；超细三氧化二铝(牌号AF 05，粒径0.5μm，比表面积35 m2/g)，杭州微微纳米技术有限公司生产；硫化剂过氧化二异丙苯，上海化学试剂经销站经销；偶联剂异丙基三异硬脂酰氧基钛酸酯(NDZ-131)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(NDZ-105)和四异丙基双(二辛磷酸酯)钛酸酯(NDZ-401)均为南京曙光化工总厂生产。 DH-10 DQ型高速混合机，宁波机械厂生产；DHG-9140 A型鼓风烘箱，上海精密仪器仪表有限公司生产；SK-160 B型双辊炼胶机，上海橡胶机械厂生产；QLB-D型平板硫化机，湖州橡胶机械厂生产；LX-A型邵氏硬度计，上海六中量仪厂生产；Zwick/Roell Z 202型万能材料试验机，德国Zwick公司生产；RTC-1型导热系数测定仪，无锡荣华电子仪器