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电解液对PAN-基碳纤维电化学改性效果的影响

曹海琳 , 黄玉东 , 张志谦 , 姚旺

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.007

分别采用磷酸、氢氧化钠和碳酸氢铵3种电解液对PAN-基碳纤维进行电化学改性处理,研究电解液种类对碳纤维电化学改性效果的影响规律.通过酸碱滴定法、原子力显微镜表征和复合材料界面剪切强度(IFSS)测试,分析纤维表面酸性官能团含量、表面形貌及其复合材料界面强度的变化规律.研究结果表明:采用磷酸和氢氧化钠电解液处理时,纤维表面酸性官能团含量随着电流强度的增加先迅速增大而后逐渐减少,电流强度为0.4 A/g时达到最大值;采用碳酸氢铵电解质时,纤维表面酸性官能团含量随着电流强度的增大先缓慢增大而后迅速减少,电流强度为1.4 A/g时达到最大值.针对纤维表面形貌的AFM分析表明,在磷酸和氢氧化钠电解液中处理时,复合材料的IFSS主要受纤维表面刻蚀作用的影响,而采用碳酸氢铵电解液处理时,复合材料的IFSS主要受纤维表面酸性官能团含量的影响.

关键词: PAN-基碳纤维 , 电化学改性 , 电解液 , 表面改性 , 界面

NH4HCO3溶液中PAN-基碳纤维电化学改性机理

曹海琳 , 黄玉东 , 张志谦

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.03.005

采用循环伏安扫描法和XPS、AFM技术对在NH4HCO3溶液中经过电化学改性处理的PAN-基碳纤维的电化学特性、表面化学构成和表面形貌变化进行了分析.结果表明,在NH4HCO3溶液中纤维表面主要发生了水的电解析氧反应和部分电活性物质的电化学氧化反应;纤维表面各含氧官能团含量随处理时间的延长不断变化,NH+4与纤维表面官能团反应使纤维表面引入大量的酰胺基团;纤维表面形貌在点蚀和气动剥蚀效应的联合作用下不断粗化.

关键词: 电化学处理 , PAN-基碳纤维 , 表面改性 , NH4HCO3

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