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张 敏 等 ：不同表面除胶工艺对碳纤维本体结构和表面结构的影响 1565 不同表面除胶工艺对碳纤维本体结构和表面结构的影响 张 敏 ，朱 波 ，王成 国。，于美杰 ，魏晗兴 ，马 婕 (1．山东大学 材料液固结构演变与加工教育部重点实验室，山东 济南 250061； 2．山东大学 碳纤维工程技术研究中心，山东 济南 250061) 摘 要： 采用丙酮浸泡、瞬时高温处理及氮气保护下 2 实验材料与性能测试 高温处理 3种工艺对碳纤维表面进行除胶处理 ，利用 场发射扫描 (FESEM)、X射 线光 电子 能谱 (XPS)、X 2．1 实验材料 射线衍射 (XRD)、激光拉曼光谱 (LRS)等分析测试手 采用商售 1K 聚丙烯腈基碳纤维为研究对象，具 段对不 同除胶 工艺处理 的碳 纤维性 能进 行 了对 比分 体处理工艺如表 1所示 。 析 。结果表明，3种除胶工艺都不会破坏碳纤维的本 表 1 各种除胶工艺 体结构 ，但对碳纤维表面上浆剂的去除具有不同的效 Table1Processingconditionsofvarioussurfacedesi— 果。丙酮浸泡工艺效果不明显 ，瞬时高温处理在 除胶 zing technologies 的同时会破坏碳纤维的表面结构。氮气保护下高温处 试样 表 面除胶方 法 具体除胶 工艺 理工艺的设计避免 了上浆剂 高温裂解产物的残 留，防 1 来 处理 止 了碳纤维高温条件 下表面性能的破坏，除胶效果最 2 丙酮浸泡 丙酮中浸 泡 7d 好 。 ， 3 瞬时高温除胶 瞬 时高温 除胶 处理 1次 4 瞬时高温除胶 瞬时高温 除胶处理 3次 关键词 ： 碳纤维 ；表面除胶 ；上浆剂 5 氮气保护下的高温除胶工艺 500℃处理 30min 中图分类号 ： TQ342．7 文献标识码 ：A 6 氮气保护下的高温除胶工艺 900℃处理 30min 文章编号 ：1001—9731(2010)09—1565—03 2．2 性能测试 1 引 言 采用 JEOL-6700F型场发射扫描电镜观察不同除 胶工艺处理碳 纤维 的表面形貌 。用英 国 KRATOS 上浆是碳纤维生产中的一道重要工序 [1]。上浆的 ANALYTICAL公司的AXISULTRA型 X射线光电 目的是赋予碳纤维优 良的抱合力 、改进平滑性和耐磨 子能谱仪对碳纤维表面的元素含量进行测试。X射线 性及可辅开性，使碳纤维在织造时可抑制毛丝和断丝 ， 光电子能谱仪 以Al靶单色化的 X射线源为激发源 ， 而且当需要制作片材或单 向预浸料时便于使单丝铺 测试时采用大面积组分分析测试模式 。 平 ，此外可改进与树脂的粘合性 ，提高层 间剪切强度和