碳纤维表面改性研究进展

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.     

气相生长碳纤维的表面改性及表征

用浓硝酸(65%~68%)对气相生长碳纤维(VGCF)进行了不同时间的表面化学改性。X射线衍射(XRD)分析表明：改性使得VGCF的石墨晶型结构改变，其改变的程度随改性时间的延长而加深；BET比表面积(S_BET)测试表明：改性后的VGCF的S_BET有一定的变化，经120 min长时间的改性处理后，S_BET明显降低；傅立叶变换红外光谱(FTIR)测定得出：改性后VGCF表面上生长了不同类型的含氧基团，其总含量随改性时间的增大而增加；程序升温还原(TPR)得出：改性后VGCF表面上生成有2类以上的热稳定性不同的含氧基团，计算求得含氧基团的氧总含量为2 mmol·g^-1以上；NH₃吸附微量量热测定得出：表面酸性基团的强度和含量随改性时间增加而增大；透射电子显微镜(TEM)结果表明：改性没有明显破坏VGCF的外观结构；吸油值(AOV)实验给出：改性后VGCF的AOV显著降低而亲水性增强；双液法接触角测试给出：改性后VGCF的表面能(SE)明显增大；偶联剂与VGCF作用的FTIR研究表明：改性后VGCF表面含氧基团和偶联剂发生反应，增强了偶联剂在VGCF表面上的结合强度。     

基于电泳沉积法碳纤维表面改性的研究进展及应用

近些年来,碳纤维(CF)由于具有优异的力学性能,被用作复合材料的增强体.但CF表面缺少极性基团,呈现化学惰性,使CF与树脂(EP)之间的界面粘结性能较差.为了改善该问题,需要对CF表面进行改性.氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)具有大的比表面积,且表面含有大量的极性基团,将二者引入CF表面,可以有效改善CF与EP之...     

纳米碳纤维的表面改性对水电解析氢反应催化活性的影响

主要研究纳米碳纤维(CNF)的表面改性对析氢反应(HER)催化活性的影响. 首先采用一种简单易行的超声处理方法, 以混酸(浓硫酸和浓硝酸)为溶剂对CNF进行了表面化学处理, 以在其表面引入含氧(CNF-OX)官能团, 然后将CNF-OX在氨水中超声处理, 以引入含氮(CNF-ON)官能团, 以及将CNF-OX和硼酸混合经高温热解对CNF-OX进行掺B处理(B-CNF-OX). XPS结果表明, 超声处理可以成功地在CNF表面引入含氧和含氮官能团, 硼酸高温处理可以掺入B原子. 电化学测试结果表明, 经过表面改性后的CNF的HER催化性能都要好于未处理过的CNF-UN, 其中N掺杂的CNF-ON表现出最好的HER催化活性, 且CNF-OX经掺B处理后, B-CNF-OX的性能也较CNF-OX有所增强, 即三者的催化活性大小如下: CNF-OX     

沥青基碳纤维表面复合处理的研究

研究了硝权氧化和硝酸－钛酸酯复合对沥青基碳纤维（Ｃ－１２）进行表面处理的影响。利用富里衰转换红外光谱扫描、接触角测定及Ｘ－射触角测定及Ｘ－射线衍射等手段,对表面处理各阶段碳纤维的性能与结构进行表征。复合处理与砂酸氧化的机理与效果不同,红外光谱中有新峰出现,纤维表面极性与浸润性发生了变化,认为复合处理方法将有利于拓宽碳纤维的应用范围。     

用低温等离子体处理方法改性高分子材料表面

综述了利用等离子体改性高分子材料表面的最新进展,其应用与机理。     

商品聚氯乙烯膜的等离子体表面处理改性的研究

利用辉光放电技术,将C_2H_2/CO_2/H_2的等离子体聚合物沉积处理聚氯乙烯商品膜表面进行改性。用红外光声光谱和扫描电子显微镜分析观察了等离子体改性的聚氯乙烯膜的结构和表面形态。测量了改性膜的水接触角,计算了它们的表面自由能,界面自由能以及表面功,从而研究了改性膜的亲水性。同时,利用热重分析仪(TGA)研究了改性膜的热稳定性。     

纳米碳酸钙的表面改性研究

纳米产品(材料)是当今世界高科技产品之一.纳米碳酸钙作为粉体产品中的一种,以高纯、超细、改性和功能性为标志,广泛应用于橡胶、塑料、造纸、油墨、涂料、医药、化妆品等各行各业[1-2].主要用作填充材料,因粒度超细、分散性好,可以增加填充量,降低制品成本,改善制品性能,提高制品档次,拓宽制品使用范围.近年来,随着CaCO3的超细化、结构复杂化及表面改性技术的发展,极大地提高了它的应用价值.对不同形态的超细CaCO3制备技术的研究,已成为许多先进国家竞相开发的热点[3-5].     

活性碳纤维对银离子还原吸附能力的改进

活性碳纤维不仅对有机物有高的吸附容量,对贵金属离子也具有强的还原吸附能力,可将Pd(Ⅱ）,Ag（Ⅰ）,Au（Ⅲ）等离子还原为金属单质。因而可用于提取矿液或加收废液中的贵金属。由此,提高或改善贵金属在活性碳纤维上的还原吸附容量或分布形成,显得非常重要。本文研究了活性碳纤维制备条件、表面氧化改性、以有负载有机物等对活性碳纤维还原能力的影响。结果表明,（1）制备条件对剑麻基活性碳纤维的还原能力有很大的影响。用H3PO4或ZnCl2活化的活性碳纤维对银离子具有更高的还原吸附容量,分别可达250和700mg/g,约为水蒸汽活化剑麻基活性碳纤维对银离子还原吸附容量的2倍和5倍。（2）过氧化氢、高锰酸钾、或硝酸等无机氧化剂对活性碳纤维进行表面改性,也能提高活性碳纤维的还原能力。结果表明,虽然改性活性碳纤维的比表面积和孔体积下降10-20%左右,但基表面含氧量及含氧基团的种类发生了改变。这些改性活性碳纤维对Ag(NH3)2^ 的还原吸附量大幅度提高,可达550mg/g以上。推断表面改性在活性碳纤维表面创造了更多有利于碱性条件下发生氧化还原的活性点。（3）在活性碳纤维表面负载适当的有机物如亚甲基蓝、苯胺或对硝基苯酚,也能显著提高活性碳纤维对Ag(NH3)2^ 的还原吸附能力。     

高强聚乙烯纤维的冷等离子体改进

高强聚乙烯纤维的冷等离子体改进金士九，倪亦斌，张佐光（中国科学院化学研究所北京１０００８０）（北京航空航天大学北京）关键词　高强聚乙烯纤维，等离子体，表面改性，界面性能由高强聚乙烯纤维制成的复合材料抗高速撞击（抗弹）性能远远优于芳纶纤维，广泛用作各种...     

银溶胶诱导多壁碳纳米管非共价表面修饰

利用银溶胶活化诱导淀粉螺旋结构实现了多壁碳纳米管非共价表面修饰. 实验结果表明, 淀粉非共价表面修饰的多壁碳纳米管在水中容易分散, 扫描电镜分析表明, 经银溶胶处理的多壁碳纳米管被单根分散在银溶胶溶液中. 酶解试验、IR和EDS分析表明, 碳纳米管表面修饰了一层淀粉.     

有序介孔碳的微波快速合成和表面修饰及其负载性能

以低聚合度酚醛树脂为碳源、三嵌段共聚物F127(Mw=12600,PEO106PPO70PEO106)为模板导向剂,以微波辐照替代传统的烘箱热聚合,在常见功率下(400～800W)快速(15～60min)聚合,并高温碳化获得介孔碳。XRD、TEM、低温N2吸脱附等测试表明所得样品具有高度有序的介孔结构,比表面积和孔容分别可达614m2·g-1和0.47cm3·g-1。合成的介孔碳经NaBH4和胶体钯溶液两步修饰处理,表面被活化并沉积了Pd颗粒,导电性和亲水性均得到改善,载Pt的量和分散性明显提高,Pt/C催化剂的电化学活性面积由4m2·g-1增加到29m2·g-1。     

葵二酸对纳米ZnO的有机表面修饰研究

利用葵二酸对纳米ZnO进行有机表面修饰。采用红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、润湿性实验、分散性实验等对表面改性前后的纳米ZnO进行表征。红外光谱、TEM及XPS表明，在纳米ZnO表面包覆有葵二酸的有机层。热分析显示，包覆量约为14.5%。润湿性及分散性实验表明，经葵二酸改性的纳米ZnO的表面性质由亲水变为疏水。     

甲基丙烯酸对纳米SiO2微粒表面的原位聚合改性

表面改性;硅烷偶联剂;甲基丙烯酸对纳米SiO2微粒表面的原位聚合改性     

辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的表面改性

在对电晕、介质阻挡放电、γ射线辐射接枝对化纤改性的简要介绍基础上，重点论述了辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的改性。并按等离子体技术的发展过程，对低压和常压辉光放电等离子体对聚丙烯纤维与织物改性的特点、原理及发展前景进行了扼要综述，指出常压辉光放电等离子体是一种很有潜力的表面改性技术。     

热处理改性活性炭纤维的脱硫活性

 考察了在O2和水蒸气存在下高温热处理对活性炭纤维（ACF）催化转化SO2为H2SO4的活性的影响,关联了ACF表面含氧官能团的种类及数量与热处理后ACF的脱硫活性之间的关系．结果表明,在最佳热处理温度下以CO形式释出的含氧官能团的总量决定了ACF的脱硫活性,而以CO2形式释出的含氧官能团未对提高ACF的脱硫活性做出贡献．通过采用不同的氧化剂改变ACF表面含氧官能团的种类和数量,进一步证实了热处理过程中释出的CO量与ACF的脱硫活性之间成正比关系．     

纳米氧化锌的合成及表面改性

以硫酸锌、尿素为原料,采用均相沉淀法合成了纳米氧化锌.研究了硬脂酸对所制的纳米氧化锌粉体表面改性的机理及其对粉体亲油性的影响.实验结果表明,硬脂酸中的羧基与纳米氧化锌粉体颗粒表面的羟基发生了酯化反应,并在表面形成单分子膜.经过表面改性的纳米氧化锌由亲水性转化为亲油性.同时,就纳米氧化锌粉体硬脂酸表面改性反应,探讨了反应摩尔分数、反应温度和反应时间对产物的影响,从而筛选出粉体亲油性最大的反应条件为:硬脂酸质量分数为7%;反应温度为50℃;反应时间为1h.