吴　波，郑　帼，孙　玉，崔　莹，吴炳洋

(1 天津工业大学 材料科学与工程学院，天津300387；2 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津300270；3 天津工业大学 环境与化学工程学院，天津300387)



有机电解液电化学改性PAN基碳纤维的表面性能

吴波1,2，郑帼1,2，孙玉2,3，崔莹2,3，吴炳洋1,2

(1 天津工业大学 材料科学与工程学院，天津300387；2 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津300270；3 天津工业大学 环境与化学工程学院，天津300387)

分别采用脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、三乙醇胺和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯铵盐3种有机电解液对PAN基碳纤维进行电化学氧化改性，通过化学滴定法、单纤维断裂强度测试和场发射扫描电镜考察改性前后碳纤维表面酸性官能团含量、力学性能及表面形貌的变化规律，得到电化学改性的最佳条件：浓度5%(质量分数)的O3PNH4乳液为电解液，电流密度为2A/g，恒温50℃电化学氧化2min。针对改性处理后的碳纤维的表面性能，进行X射线光电子能谱和单纤维接触角测试。结果表明：以O3PNH4为电解液对碳纤维电化学改性，可以在不影响碳纤维力学性能的前提下，增加碳纤维表面的酸性官能团，提高碳纤维的表面能。

PAN基碳纤维；有机电解液；电化学改性；表面性能；酸性官能团

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由聚丙烯腈经纺丝、预氧化、碳化等阶段形成，其含碳量一般在90%(质量分数，下同)以上。作为一种新型非金属材料，其具有高比强度、高比模量、耐疲劳、抗蠕变、低膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性和纺织加工性等优点，特别是在2000℃以上的高温环境中，是唯一强度不损失的物质[1]。……