【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维表面改性领域，具体涉及一种提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法。
技术介绍
1、碳纤维以其独特的高强度和低重量特性，在现代材料科学和工程领域中扮演着革命性的角色。这种材料不仅轻盈而且坚固，使得它成为航空航天、汽车制造、体育用品等行业的理想选择。碳纤维的使用大大提高了这些领域产品的性能，同时降低了能耗和成本。在追求更高效率和可持续性的今天，碳纤维的意义不仅仅在于它的物理特性，还在于它如何帮助塑造一个更轻便、更快速、更环保的未来。目前，这种复合材料尚已在市场上广泛应用，但是它的力学性能还未能完全满足使用上述需求。因此，优化和增强该复合材料的力学特性已成为当前的主要任务。
2、目前提高碳纤维复合材料力学性能的关键在于碳纤维和树脂之间的界面优化调控。界面优化方法有多种，常见的方法有微米/纳米物质改性碳纤维表面，通过提高碳纤维表面的粗糙度来增加碳纤维和树脂之间的机械啮合。在专利cn107326655a中，通过水热法在碳纤维表面原位生长氮化硼晶粒，来增加碳纤维表面的粗糙度，从而提高碳纤维和树脂之间的机械啮合作用。然而，惰性的氮化硼与树脂以及碳纤维之间缺乏化学键合，使得力学性能提升不明显，因此限制了该方法的进一步的应用。有鉴于此，为了克服现有技术中惰性的碳纤维表面和树脂界面强度弱的问题，寻找一种有效的改善碳纤维表面活性的方法尤为关键。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种碳纤维表面生长氧化亚铜/铜微晶改善复合材料力学性能的方法，以提供具
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：通过在脱浆和活化处理过的碳纤维表面电沉积氧化亚铜/铜微晶，增加碳纤维表面粗糙度，有利于树脂与碳纤维之间产生机械啮合作用；氧化亚铜表面具有羟基，不仅可以与活化后的碳纤维表面的极性基团形成共价键，而且可以与树脂基体上的极性基团形成键合作用，从而构筑稳定的碳纤维与基体树脂之间的界面，实现本专利技术目的。
3、本专利技术涉及一种提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于，步骤如下：
4、（1）利用高温对碳纤维进行脱浆处理；
5、（2）用氢氧化钠溶液对脱浆后的纤维进行活化改性；
6、（3）制备电解液；电解液由硫酸铜溶液和缓冲剂混合而成，缓冲剂由乳酸和硼酸混合而成；
7、（4）将活化后的碳纤维放入制备的电解液中，通过电镀在碳纤维上生长氧化亚铜/铜微晶；
8、（5）将热固性树脂基体涂覆在生长氧化亚铜/铜微晶后的碳纤维表面，制备成预浸料；
9、（6）利用热压工艺，将铺层的预浸料成型为复合材料。
10、优选的，所述电解液是由硫酸铜溶液和缓冲剂按质量比1：15～3：20混合而成；缓冲剂由乳酸和硼酸按质量比1：1～2：1混合而成；其中，硫酸铜溶液浓度范围是0.1%～1%，乳酸浓度范围为1%～5%，硼酸浓度范围为0.5%～2%。
11、进一步优选的，所述步骤（4）的电镀工艺为：电解液温度为30～60℃，电沉积时间为3～10min。
12、优选的，所述步骤（1）的脱浆工艺为：温度为300～420℃，时间为1～3h。
13、进一步优选的，所述步骤（1）的脱浆工艺为：温度为360℃，时间为2h。
14、优选的，所述步骤（2）的活化条件为：60～100℃温度下在4～10%氢氧化钠质量分数下活化3～6 h。
15、进一步优选的，所述步骤（2）的活化条件为：60℃温度下在4%氢氧化钠质量分数下活化6 h。
16、优选的，所述的碳纤维为t300、t600、t700、t800和t1000的任意一种或几种混合。
17、优选的，所述热固性树脂基体为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰胺树脂中的任意一种或几种的任意组合。
18、本专利技术涉及一种提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，通过在脱浆和活化处理过的碳纤维表面电沉积氧化亚铜/铜微晶，增加了碳纤维表面粗糙度，有利于树脂与碳纤维之间产生机械啮合作用，从而增加界面强度；氧化亚铜表面具有羟基，不仅可以与活化后的碳纤维表面的极性基团形成共价键，而且可以与树脂基体上的极性基团形成键合作用，从而构筑稳定的碳纤维与基体树脂之间的界面。因此通过上述物理和化学作用，进而改善复合材料的力学性能。另外，本专利技术还具有操作简单、容易复现等优点。
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1.一种提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述电解液是由硫酸铜溶液和缓冲剂按质量比1：15～3：20混合而成；缓冲剂由乳酸和硼酸按质量比1：1～2：1混合而成；其中，硫酸铜溶液浓度范围是0.1%～1%，乳酸浓度范围为1%～5%，硼酸浓度范围为0.5%～2%。
3.根据权利要求1或2所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（4）的电镀工艺为：电解液温度为30～60℃，电沉积时间为3～10min。
4.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（1）的脱浆工艺为：温度为300～420℃，时间为1～3h。
5.根据权利要求4所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（1）的脱浆工艺为：温度为360℃，时间为2h。
6.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（2）的活化条件为：60～
7.根据权利要求6所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（2）的活化条件为：60 ℃温度下在4 %氢氧化钠质量分数下活化6 h。
8.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述的碳纤维为T300、T600、T700、T800和T1000的任意一种或几种混合。
9.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述热固性树脂基体为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰胺树脂中的任意一种或几种的任意组合。
...【技术特征摘要】
1.一种提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述电解液是由硫酸铜溶液和缓冲剂按质量比1：15～3：20混合而成；缓冲剂由乳酸和硼酸按质量比1：1～2：1混合而成；其中，硫酸铜溶液浓度范围是0.1%～1%，乳酸浓度范围为1%～5%，硼酸浓度范围为0.5%～2%。
3.根据权利要求1或2所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（4）的电镀工艺为：电解液温度为30～60℃，电沉积时间为3～10min。
4.根据权利要求1所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于：所述步骤（1）的脱浆工艺为：温度为300～420℃，时间为1～3h。
5.根据权利要求4所述提高复合材料树脂基体与碳纤维界面性能的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔国强，冯建顺，朱波，夏池，邵蒙，于广，任鑫，于秋兵，李大勇，魏化震，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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