碳纤维表面改性开题报告
STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料力学性能的影响的开题报告
STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料力学性能的影响的开题报告一、研究背景碳纤维复合材料具有在同等重量和尺寸下比传统金属材料更高的强度和刚度。
然而，其力学性能的进一步提升仍然是在不断追求的目标。
碳纤维布通常作为复合材料的增强材料，其力学性能的提升可以直接影响复合材料的整体力学性能。
STF（Shear Thickening Fluid）改性碳纤维布是一种新型的复合材料增强材料，在其结构中添加了一种粘度随着剪切变厚的液体，可以在短时间内实现复合材料的强化，并且其制备过程也相对简单。
因此，研究STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料力学性能的影响具有重要意义。
二、研究内容本研究旨在探究STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料力学性能的影响，并研究STF在不同比例下的最佳加入量。
具体研究内容包括以下三个方面：1. 制备STF改性碳纤维布：选取不同剪切速率下的STF，并将其添加到碳纤维布中，通过对不同STF比例的碳纤维布进行力学性能测试，确定最佳STF添加量。
2. 制备环氧树脂基复合材料：将STF改性碳纤维布与环氧树脂树脂进行预浸渍，在特定温度和压力下热压成型，并进行复合材料的力学性能测试。
3. 力学性能测试：通过拉伸和压缩试验，测试STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料强度、刚度和韧性等力学性能的影响。
三、研究意义1. 探究STF改性碳纤维布对其环氧树脂基复合材料力学性能的影响，为优化复合材料的力学性能提供新的途径。
2. 研究STF在不同比例下的最佳加入量，为制备具有优异性能的STF改性碳纤维布提供参考。
3. 拓展STF应用领域，为其在复合材料领域的应用提供技术支持。
碳纤维的表面改性方法研究新进展
近年 来 ， 国 内外 研究 学者对 碳纤 维表 面 处理 的 研究 非 常多 ， 虽 然改 性 方 法 多种 多 样 ， 但它们 的 目
切 的任务 。本 文介 绍 了氧化处 理 、 涂覆 处 理 、 射线 、 激光 、 等离 子体 处理 等方 法对碳 纤 维增 强 复合 材料
界面 粘结度 的改性效 果 ， 并 简 要归 纳 了 目前报 道 过 的Ｃ Ｆ表 面处理 技术 的研究 进展 。
成都纺织高等专科学校学报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｔｅ ｘ ｔ ｉ ｌ ｅ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
３ ４ １
１ ２ ３ 期）
２ ０ １ ７年 １月
Ｖ ｏ １ ． ３ ４ ， Ｎ ｏ ． １ （ Ｓ ｕ ｍ １ ２ ３
１ ． １ 氧化处 理
处 曩 对 同 ｌ ｈ，
气 相氧化 法表 面改 性方法 、 液 相氧化 法 表 面改 性方 法 和 电化 学 氧 化 法表 面改 性 方法 是 常用 的氧
化 处理 方法 。
图 １ 硝 酸处理碳 以看 出 ， 在一定时 间内， 碳 纤 维 被 浓 硝 酸 和具 有 一 定 浓 度 的硝 酸进 行 表 面 处 理 ， 处 理
沥青 基碳 纤维 、 纤 维素 基碳纤 维及 其他 有 机纤 维 基
碳纤 维 ¨ 。２ Ｏ世 纪 ６ ０年 代 以 来 ，Ｐ Ａ Ｎ 基 碳 纤 维 以简 单 的生产 工 艺 、 优 异 的力 学 性 能 ， 取 得 了碳 纤
的工程 。如 ： 是 否 经过 表 面 处 理 的碳 纤 维 ， 其 剪 切 强 度具 有 明显 的区别 ， 其 区别见表 １ 所示 。
挥 。因此 ， 对 碳纤 维进 行表 面处理 是一 项非 常 必须
电化学处理对碳纤维表面改性的研究
电化学处理对碳纤维表面改性的研究摘要：简要介绍了碳纤维表面电化学处理的作用和工艺，分析了电化学处理效果的影响因素，及其对纤维力学性能和层间剪切强度的影响。
关键词：电化学处理；电解；层剪；刻蚀引言碳纤维表面经过电化学处理，可以提升其与树脂基体的结合牢固性，但同时会牺牲一定的力学性能。
1 电化学处理的作用纤维经过高温炭化工序后，表面缺少活性基团，导致其与树脂的结合效果差，表现为层间剪切强度（以下简称“层剪”）低。
当纤维-树脂复合材料受力时，由于纤维与树脂结合力弱，外力并不能很好地从树脂传递到纤维上，使得整体承载能力降低。
经电化学处理后，纤维表面发生氧化反应，生成羰基、羧基等不饱和含氧官能团，增强了纤维与树脂之间的化学键合力，使两者结合得更牢固。
另外，电化学处理对纤维表面有刻蚀作用，增加了粗糙度，从物理方面增强了纤维与树脂的结合性。
2 电化学处理的原理电化学处理过程实际上是一个将电能转化为化学能的过程，利用碳纤维的导电性，将其作为阳极，发生氧化反应，在纤维与阴极之间充满电解液，然后通入直流电构成完整回路。
在电压作用下，水或OH-在纤维表面放电（酸性和中性电解液主要是水，碱性电解液主要是OH-），产生活性氧对纤维表面进行氧化，最终生成所需的含氧官能团。
3 影响电化学处理的因素影响电化学处理效果的因素有很多，如电解质的种类、浓度、温度，处理时间和电流密度等。
其中处理时间可通过走丝速度来调节，各纤维生产商工艺定型后走丝速度一般就已固定，不再做调整，因此处理时间在此不再讨论。
3.1 电解质种类不同种类电解质对纤维表面的电化学处理效果有较大差异，即使浓度相同，电导率不同，则电流密度不同；另外，酸/碱度不同，则氧化效果不同，一般酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。
3.2 电解液温度电解液温度会影响电化学反应的难易程度和反应速度，且温度越高，反应越容易发生，反应速度越快。
经研究发现，温度的升高会使水的析氧、析氢反应更早、更快地发生，单位时间产生出更多的活性氧，使得纤维表面的氧化反应更为剧烈。
碳纤维增强复合材料的界面改性与力学性能研究
碳纤维增强复合材料的界面改性与力学性能研究近年来，碳纤维增强复合材料因其优异的性能逐渐成为材料科学领域的研究热点。
然而，在实际应用过程中，碳纤维增强复合材料的界面粘结性能往往成为制约其力学性能的关键因素。
因此，针对碳纤维增强复合材料的界面改性与优化成为了当前研究的重点之一。
一种常用的界面改性方法是通过表面处理剂来提高碳纤维与基体间的相容性。
研究表明，采用含有亲水基团的表面处理剂可以增强碳纤维与基体之间的粘结能力，从而显著提高复合材料的力学性能。
此外，一些研究还发现，通过引入含有活性官能团的交联剂可以进一步增强界面的化学键结合，提高界面的稳定性和耐久性。
另外，也有研究探讨了纳米颗粒在改善碳纤维增强复合材料界面性能中的应用。
纳米颗粒作为有效的增强材料可以提供更大的界面接触面积，并且具有优异的表面活性，从而增强复合材料的界面粘结。
通过选择合适的纳米颗粒类型和控制纳米颗粒的分散性，可以进一步改善碳纤维增强复合材料的力学性能。
此外，一些研究还通过界面改性来优化碳纤维增强复合材料的界面结构。
例如，采用从天然产物中提取的天然高分子材料可与碳纤维形成更好的界面结构，并提高复合材料的界面粘结性能。
与传统的界面改性方法相比，天然高分子材料具有天然可再生、环境友好等优点，因此受到了广泛的关注。
进一步研究发现，碳纤维增强复合材料的界面改性不仅可以改善其力学性能，还可以提升其耐热性和耐腐蚀性能。
微观界面结构的优化可以有效阻止外界的物质渗透，从而提高复合材料的稳定性和使用寿命。
总之，碳纤维增强复合材料的界面改性与力学性能研究是当前材料科学领域的重要研究方向。
通过表面处理剂、纳米颗粒和天然高分子材料等方法的应用，可以改善碳纤维增强复合材料的界面粘结性能，提高其力学性能和耐热性能。
此外，进一步优化界面结构可以有效提升复合材料的耐腐蚀性能。
随着研究的深入，相信碳纤维增强复合材料的界面改性技术将不断得到突破和创新，为复合材料的应用领域带来更加广阔的发展前景。
碳纤维表面处理与改性
碳纤维表面处理与改性碳纤维很少单独使用，主要用作复合材料的增强体，其力学性能优势通过复合材料发挥出来。
但复合材料的性能不仅取决于碳纤维本身，更取决于碳纤维与基体之间的界面。
良好的界面结合才能将载荷有效传递给碳纤维，从而充分发挥碳纤维的高强度、高模量特性。
反之，如果碳纤维与基体之间的界面性能较差，应力无法在界面有效传递，则碳纤维的力学性能优势难以发挥出来，将导致复合材料的性能下降。
碳纤维经过高温炭化处理后，大部分非碳元素被脱除，纤维表面呈现较高的惰性，导致在制造复合材料时基体对碳纤维的浸润性变差。
通过对碳纤维进行表面改性，可以改善其表面活性以及与基体的浸润性，增强纤维与基体之间的相互作用，从而有利于复合材料力学性能的提高。
因此，表面处理工艺是碳纤维制备过程中的重要环节之一。
碳纤维的表面改性处理方法有很多，如气相氧化法（包括空气氧化、臭氧氧化）、等离子体处理、液相氧化法（包括酸液氧化、阳极氧化)、表面涂层法、表面接枝法等。
每种处理方法都有自己的优缺点，如气相氧化法流程短，碳纤维经过气相氧化处理后可直接上浆，不需要配套水洗和干燥设备，但是其氧化程度不易控制。
而阳极氧化法具有氧化程度易于控制、氧化过程缓和、氧化效果显著等特点，但该方法需要配套水洗和干燥设备，流程较长。
阳极氧化法的最大优点是处理时间短，能够满足连续生产的要求，因而成为目前国内外碳纤维生产线在线配套的主要方法。
此外，近几年表面涂层法和表面接枝法也发展迅速，特别是基于纳米材料和高分子材料的碳纤维表面改性方法研究较多，在实验室取得了良好的效果，有望成为新一代在线配套的表面处理方法。
1、阳极氧化法阳极氧化法通常是在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极对碳纤维表面进行电化学处理。
电解质溶液种类较多,主要可以分为酸性、碱性及中性三种。
酸性电解质主要为无机含氧酸,如硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等;碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁磷酸钾、磷酸钠等;中性电解质主要有硝酸钾、硝酸钠以及碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵等铵盐类电解质。
碳纤维的表面改性
石墨层片的缺陷 及边缘碳原子
最基本的结构单元
石墨微晶 碳纤维的二级结构单元
碳纤维的三级结构单元： 石墨微晶组成原纤
维，直径50nm左右， 长度数百纳米。原纤维 呈现弯曲、彼此交叉的 许多条带状结构组成， 条带状的结构之间存在 针形空隙，大体沿纤维 轴平行排列。原Biblioteka 维最后由原纤维组成碳纤维的单丝
硝酸处理碳纤维对其抗拉强度的影响
碳纤维CF经HNO3表面处理后，有下列变化：
比表面积增加 表面被刻蚀，表面粗糙度增加
表面官能团增加 主要是－COOH
液相氧化对碳纤维表面性能的影响
处理条件 未处理
硝酸（24h）
酸性基团 （eq/g） 3 21
比表面积 (m2/g) 0.38 1.40
液相氧化法的缺点： 由于大量废酸废液产生，所以环境污染较大； 液相氧化多为间歇操作，所需处理时间较长，与CF生产线相
电化学氧化法的优点：
处理条件缓和、反应易控、操作简便； 处理时间短，可以直接与CF生产线相连。
如以碳酸氢铵为电解液对电化学改性ＰＡＮ基Ｃ Ｆ进行了研究，结果表明，经电化学氧化后，碳 纤维表面粗糙度增大了１．１倍，表面Ｃ含量降 低了９．７％，Ｏ含量提高了５３．８％，Ｎ 含 量增加了７．５倍，羟基（－ＯＨ）和羧基（－ ＣＯＯＨ）含量也有不同程度的增加，表面微晶 尺寸减小，表面活性碳原子数增加了７８％，表 面取向指数减小了１．５％，改性后碳纤维和树 脂间的界面撕裂强度增大了２６％，但改性过程 中的刻蚀作用使碳纤维拉伸强度降低了８．1％。
1.表面清洁法
杂质来源
碳纤维吸收的水分，纤维空隙中残留的有机热解产物以及 从环境中沾染的杂质。
如何处理？
将CF在惰性气体保护下加热到一定的高温并保温一定时间， 可以去除吸附水，并使其表面得到净化。
碳纤维表面改性
碳纤维表面改性(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--碳纤维表面处理研究现状碳纤维表面处理研究现状摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。
分析结果表明：国外对我国碳纤维生产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。
电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。
关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法；引言随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。
国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。
碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。
碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。
碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。
碳纤维表面处理按当前的研究现状可以分为氧化法和非氧化法。
在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。
1 碳纤维应用领域及国内外生产状况碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械[1]。
碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。
据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。
航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t，到2010年的1万t，预计今年将达到万t。
在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都明显的增加。
碳纤维表面改性
碳纤维表面处理改性
3 .碳纤维的表面处理 3.1 氧化处理 3.1.1 气相氧化法(图右为氧化示意图) 气相氧化使用的氧化剂有空气、氧气、臭氧等含氧 气体。氧化处理后，碳纤维表面积增大，官能基团 增多，可以提高复合材料界面的粘接强度和材料的 力学性能。如把碳纤维在４５０℃下空气中氧化１ ０min，所制备的复合材料的剪切强度和拉伸强度 都有提高；采用浓度０．５～１５ｍｇ／Ｌ的臭氧 连续导入碳纤维表面处理炉对碳纤维进行表面处理， 经处理后碳纤维复合材料的层间剪切强度可达７ ８．４～１０５．８ＭＰａ；
３．２．3聚合物涂层 碳纤维经表面处理后，再使其表面附着薄层
聚合物，这就是所谓的上浆处理。这层涂覆 层即保护了碳纤维表面，同时又提高了纤维 对基体的浸润性。
３．２．4表面生成晶须法 在碳纤维表面，通过化学气相沉积生成碳化硅、硼 化金属、二氧化钛、硼氢化合物等晶须，能明显提 高复合材料的层间剪切强度，并且晶须质量只占纤 维的０．５％ ～４％，晶须含量在３％～４％时 层间性能达到最大。生长晶须的过程包括成核过程 以及在碳纤维表面生长非常细的高强度化合物单晶 的过程。尽管晶须处理能获得很好的效果，但因费 用昂贵、难以精确处理，故工业上无法采用。
碳纤维表面改性
1121416028
一.定义 二.碳纤维表面结构 三.碳纤维的表面处理 1 氧化处理 2 表面电聚合 3 聚合物涂层 4 表面生成晶须法 5 等离子体处理 四.展望
碳纤维
定义 碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理 而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结 构类似人造石墨，是乱层石墨结构，是一 种力学性能优异的新材料 。 碳纤维增强树脂基复合材料（ＣＦＲＰ） 由于具有密度小、比强度高、比模量高、 热膨胀系数小等一系列优异特性，在航天 器结构上已得到广泛的应用。其中碳纤维 是增强体，为主要的承力结构，树脂基体 起连接纤维和传递载荷的作用。
开题报告
碳纤维的表面金属化一．国内外研究的基本动态、水平及本课题的意义，主要可以概括为三个领域：第一是宇航军事工业领域。
在国内外已先后成功用作多种飞行器的再入热防护鼻锥和发动机喷管后衬等高温部件,例如美国的ⅢMK-12A和MX导弹鼻锥和MX导弹发动机喷管喉衬等；美国先进轰炸机B-2上也用了50%的特殊碳纤维复合材料。
第二是文化体育领域。
该领域是日本等国PANCF的最主要应用领域。
目前,这方面主要用于钓竿、网球拍、高尔夫球杆、自行车、滑浪冲浪器材等。
例如美国生产的CF自行车仅重6公斤，并作为竞技车带进奥运会。
第三领域是一般工业领域，主要包括机械、化工、交通、建筑、电子电器和医疗卫生等方面。
但是，由于碳纤维对电磁波的屏蔽效果不佳，表面缺乏金属光泽等原因使其用途受到了限制。
在这种背景内之下，对碳纤维表面进行金属化就应运而生。
它吸取了碳纤维本身与金属之长而补其短。
经过表面金属化处理的碳纤维可以获得优良的导电性能和电磁屏蔽性，并使其表面得到美观的金属光泽和金属质感，而且在机械性能、耐磨性、耐辐射、耐热性、耐湿性、耐腐蚀性都得以改善，加之质量轻、价格低，故具有广泛的应用前景，在航天航空、汽车、建筑材料、电器、日用品等领域的用途可以大大扩展，而且在电子技术、信息处理、太阳能利用等方面也有广阔的天地。
当前国内外对碳纤维的研究较为深入，但对其表面金属化的研究工作尚属凤毛麟角。
这是由于该工作技术方面的难度较大，国外的日本、德国、前苏联有所研究，国内的吉林大学、哈尔滨工业大学等有一些探索，但都缺乏详细准确的工艺程序和定量的工艺参数条件。
在这种情况下，本课题不仅具有较强的实用价值，本课题的实施方案主要分为以下几个阶段：第一阶段是文献查阅和科学调研工作。
主要以美国CA文摘、专利文献以及《材料保护》、《宇航材料工艺》、《表面技术》、《化工新型材料》、《电镀与精饰》、《材料导报》、《材料科学工程》、《高等学校化学学报》、《仪表材料》、《导弹与航天》、《飞航导弹》、《复合材料学报》、《宇航学报》等期刊以及有关书籍为参考资料，了解碳纤维的研制动态及初步的工艺。
一种新型碳纤维纸的制备的开题报告
一种新型碳纤维纸的制备的开题报告一、选题背景和意义碳纤维是一种轻质、高强度、高模量、耐腐蚀、导电和导热性能好的新型材料，因其在航空、汽车、船舶、体育器材、电子器件等领域的广泛应用而备受关注。
碳纤维的生产过程中会产生大量的碳纤维纸废料，这些废料对环境造成了很大的污染和资源浪费。
因此，寻求一种有效利用碳纤维废料的方法，不仅可以减少环境污染，而且可以降低碳纤维生产成本和提高资源利用率。
二、研究目的本文旨在利用碳纤维废料，采用化学纤维素制备技术和甲醇催化剂制备等方法，制备一种新型碳纤维纸，探究其制备工艺及物理化学性质，为开发利用有价值的碳纤维废料提供参考。
三、研究内容1、利用化学纤维素制备技术，制备碳纤维纸；2、利用甲醇催化剂制备技术，制备碳纤维纸；3、比较不同制备方法对制备碳纤维纸的影响；4、对制备的碳纤维纸进行物化性质测试，包括拉伸强度、弹性模量、吸湿率、导电性和导热性等指标。
四、研究预期结果通过对具有一定杆长和粗细的碳纤维废料采用化学纤维素制备技术和甲醇催化剂制备技术，可以制备出满足工业应用要求的碳纤维纸，具有较高的拉伸强度、弹性模量、导电性和导热性等指标；通过比较不同制备方法，确定最佳制备工艺，为开发利用碳纤维废料提供有价值的参考。
五、研究方法1、实验室制备：通过化学纤维素制备技术和甲醇催化剂制备技术，制备碳纤维纸。
2、物理化学测试：采用力学试验机、导电性测试仪、热导仪和水分仪等测试设备对制备的碳纤维纸进行拉伸强度、弹性模量、导电性和导热性等物理化学性质测试。
3、数据分析：对实验结果进行统计分析，比较不同制备方法的工艺及物化性质的差异。
六、研究进度安排预计3-4个月完成实验室制备碳纤维纸，1个月完成物化性质测试，1个月进行数据分析和论文撰写，总计预计完成时间为6个月。
基于电聚合技术的碳纤维表面改性及应用研究
基于电聚合技术的碳纤维表面改性及应用研究随着高性能复合材料在当今世界的迅速发展,碳纤维作为一种重要的新型增强材料,近年来被广泛应用于航空航天、化工等众多领域。
但是碳纤维存在表面能低、与树脂的界面结合性差等缺点使得碳纤维增强复合材料的优异性能难以发挥。
因此通过对碳纤维表面进行改性,以改善碳纤维和树脂基之间的界面性能。
电化学聚合是一种在电极表面发生聚合反应进而形成聚合物的方法,该方法具有操作简单、工艺参数易调可控等优点,因而成为碳纤维表面改性处理方法中的热点。
本课题设计以LiClO<sub>4</sub>为电解质,乙腈为溶剂,分别采用生物相容性好的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（MPGA）和导电性优良的聚噻吩（PTh）为单体,通过循环伏安法电化学聚合改性碳纤维,为了提高碳纤维的表面性能。
实验分别研究了两个体系的单体浓度、循环次数、扫描速率和电解质浓度对电聚合反应峰值电位、电流的影响,另外研究了第三个体系MPGA和PTh不同浓度比对电化学共聚合的影响。
利用交流阻抗图谱分析改性后的碳纤维电化学性能及机理探讨。
采用红外光谱分析（FTIR）、能谱分析（EDS）、热失重分析（TGA）、接触角测试和扫描电镜（SEM）对碳纤维表面的聚合物结构进行表征。
结果表明,循环次数增加导致碳纤维表面聚合物增多,当MPGA循环扫描60次,PTh循环扫描50次时电化学聚合反应完全;MPGA与PTh以3:1浓度比在碳纤维表面进行电化学共聚合时,双层界面电容Cdl值达到最大,碳纤维的电化学共聚合效果最好。
通过模拟电路分析得到电化学聚合的反应机理为自由基聚合机理,其聚合机制符合阳离子自由基聚合规律。
红外分析发现电聚合MPGA的碳纤维（MPGA-CF）表面接枝上了C=O,C-O-C 官能团;电聚合噻吩的碳纤维（PTh-CF）表面接枝上了C=C,C-S-C官能团;电化学共聚合MPGA和噻吩的碳纤维表面接枝上C=O,C-O-C,C=C和C-S官能团。
碳纤维复合材料的表面修饰与增强研究
碳纤维复合材料的表面修饰与增强研究随着科技的不断发展，碳纤维复合材料作为一种先进材料，被广泛应用在各个领域中。
由于其高强度、高刚度、重量轻、耐腐蚀等特点，被誉为21世纪的新型材料。
然而，碳纤维复合材料表面的修饰与增强始终是其应用中亟待解决的问题。
1. 表面修饰技术的研究碳纤维复合材料表面修饰技术旨在提高材料的表面性能，增强其防护性能、耐磨性能、抗氧化性能以及深色度和光泽度等特性。
1.1 表面化学修饰技术表面化学修饰技术是通过对碳纤维表面进行化学反应改变表面化学性质，形成新的材料体系。
该技术具有速度快、易操作、成本低等优点。
其中最为常见的表面化学修饰材料为表面活性剂、有机硅、氧化铝等。
表面活性剂的作用在于对碳纤维表面进行不易破坏的改性。
此外，有机硅可以形成一层水、油系表面活性剂，强化材料表面防护性能。
1.2 表面机械修饰技术表面机械修饰技术主要包括摩擦、打磨、磨料喷涂等方法。
通过这些方法可对碳纤维表面进行改良，增强表面粗糙度，提高材料表面能量，使其更容易吸附表面修饰材料。
但其缺点在于容易交叉感染、材料浪费等问题。
1.3 表面涂覆修饰技术表面涂覆修饰技术是指将所需修饰材料涂覆在碳纤维表面进行改良的技术。
该方法具有缓和性、操作简单、产量大等优点。
常见的修饰材料有涂料、漆、喷雾涂层等。
不仅可以增强碳纤维复合材料防护性能，还可以增加其表面粗糙度，从而大大提高其基本性能。
2. 提高碳纤维复合材料性能的方法2.1 纤维改性增强纤维改性增强是指改变碳纤维表面化学组成，使其更易于粘附，从而提高材料的强度与韧性。
目前，已经开展了多种碳纤维改性的方法，包括表面化学修饰、表面涂覆等。
其中，表面化学修饰是一种非常有效的方法，可以通过将特定分子与碳纤维表面化合，从而提高粘附性。
2.2 取代纤维增强取代纤维增强是指使用含有更高来源或生产成本的纤维来替换原有纤维，以提高材料的性能。
这种方法在改变导向纤维构造时测试的成果颇有迹象，其重要性在于这些新型材料可以弥补传统材料使用过程中受到的一些限制。
电化学合成法修饰高模碳纤维表面的研究的开题报告
电化学合成法修饰高模碳纤维表面的研究的开题报告
引言：
高模碳纤维是一种高性能材料，具有高强度、高模量、低密度、高导热性等优良特性，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
然而，高模碳纤维的表面性质并不理想，易受到水和氧气的侵蚀，限制了其使用寿命和应用范围。
因此，对高模碳纤维表面进行修饰，改善其表面性质具有重要意义。
目的：
本研究旨在利用电化学合成法，通过改变反应条件探究对高模碳纤维表面进行修饰的最佳条件，提高其化学稳定性和抗腐蚀性能。
方法：
在实验室条件下，采用电化学合成法对高模碳纤维表面进行修饰。
首先，通过拉伸法测定碳纤维的拉伸强度和模量等力学性能。
然后，使用扫描电子显微镜(SEM)和X 射线衍射仪(XRD)等测试仪器对原始碳纤维和修饰后的碳纤维进行形貌结构和晶体结构分析，并对其表面性质进行测试，包括电化学性能、抗腐蚀性和粘附性等。
预期结果：
通过实验操作和测试，本研究将探究到最佳的反应条件和修饰方案，成功改善高模碳纤维表面的化学稳定性和抗腐蚀性能，并提高其表面的粘附性。
同时，本研究结果将对碳纤维制备和应用具有重要的理论和应用价值。
结论：
本研究将为高模碳纤维表面的修饰提供新思路和方法，为进一步提高高性能材料的应用性能做出贡献。
同时，本研究还需要完善实验参数和结果，提高实验结果的准确性和可信度。
碳纤维复合材料工件表面形貌的采样与评定的开题报告
碳纤维复合材料工件表面形貌的采样与评定的开题报告一、研究背景碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、刚度大等优点，在航空、汽车、船舶等领域中得到广泛应用。
而复合材料的性能部分取决于其表面形貌，因此，对碳纤维复合材料工件表面形貌进行采样和评定显得尤为重要。
目前，通常采用的表面形貌评定方法有两种，一是观察其表面形态，二是测量表面参数。
但是，由于碳纤维复合材料的表面形貌十分复杂，想要准确评定其表面形貌常常会比较困难。
因此，如何开发出一种高效的表面形貌采样与评定方法，对于提高碳纤维复合材料的制备工艺和应用具有重要意义。
二、研究内容本研究的目的是开发出一种高效的碳纤维复合材料工件表面形貌的采样与评定方法。
研究内容主要包括以下几个方面：1. 碳纤维复合材料表面形貌的采样方法：对于不同类型的碳纤维复合材料工件，我们需要考虑不同的采样方法，以保证采样的可靠性和准确性。
2. 表面形貌数据处理方法的开发：我们需要开发出一种适合复合材料表面形貌的数据处理方法，以便从表面形貌采集到的数据中提取出有用信息。
3. 表面形貌参数的评定方法：通过分析表面形貌采样数据，我们需要确定一些表面形貌参数，如表面粗糙度、基底高度、脊线密度等，以方便评定碳纤维复合材料工件表面形貌。
4. 检验方法的建立：对于开发出的表面形貌采样与评定方法，需要建立一套检验方法，以验证其准确性和可靠性。
三、研究意义本研究的成果将有助于提高碳纤维复合材料制备工艺和应用水平，具体包括以下方面：1. 为碳纤维复合材料表面形貌评定提供一种新的研究方法，使其更加规范化和可靠。
2. 为碳纤维复合材料在航空、汽车、船舶等领域中的应用提供更加精确的表面形貌数据支持，促进其在相关领域的技术进步。
3. 制定表面形貌采样与评定的标准，有助于推进行业标准化进程，提高制备工艺的规范化水平。
四、研究方法本研究的方法主要包括以下几个方面：1. 碳纤维复合材料工件的制备和处理：准备不同类型的碳纤维复合材料工件，并对其表面加工处理，以模拟实际应用场景下的工艺情况。
两种炭素材料的改性研究的开题报告
两种炭素材料的改性研究的开题报告
题目：两种炭素材料的改性研究
背景：
炭素材料是一类应用广泛的材料，具有高硬度、高耐磨性、较高的
导热性和导电性等特点。
然而，由于其结构稳定，使得其表面化学惰性，限制了其在某些领域的应用。
因此，对炭素材料进行改性是当前研究的
热点之一。
研究目的：
本研究旨在通过对炭素材料的改性，改变其表面化学性质，拓展其
应用领域，从而为其应用提供基础研究支撑。
具体而言，本研究将探讨
两种炭素材料的不同改性方法及其对性质的影响，为今后炭素材料改性
的深入研究提供参考。
研究内容：
本研究选择两种广泛应用的炭素材料：石墨烯和碳纳米管，并通过
化学、物理改性等方式，改变其表面化学性质。
具体研究内容如下：
1. 对石墨烯进行氧化改性
通过对石墨烯进行氧化改性，引入大量羟基、羧基或醛基等官能团，改变其表面性质，并探究氧化程度与改性效果之间的关系。
利用扫描电镜、FT-IR等测试分析手段，研究其结构、分子组成和表面性质的变化，评估氧化改性对石墨烯的影响。
2. 对碳纳米管进行表面修饰
通过表面修饰改性方法对碳纳米管进行改性，引入不同官能团，如
氨基、硝基、羟基等，改变其表面物理和化学性质，并探讨表面修饰方
式和官能团的种类、数量等因素对改性效果的影响。
利用透射电镜、拉
曼光谱等测试分析手段，研究其结构、分子组成和表面性质的变化，评估表面修饰对碳纳米管的影响。
研究意义：
本研究将为炭素材料的改性研究提供新思路，开拓其应用领域，具有重要的理论和应用价值。
同时，本研究对于拓宽炭素材料的性能空间和提高其性能水平，具有重要意义。
基于分形、小波理论的碳纤维复合材料加工表面形貌研究的开题报告
基于分形、小波理论的碳纤维复合材料加工表面形貌研究的开题报告一、研究背景碳纤维复合材料是一种新型的高性能材料，在航空、汽车、船舶等领域有广泛的应用。
然而，其表面形貌的加工对其性能有很大的影响。
目前，关于碳纤维复合材料表面形貌的研究主要集中在传统的加工工艺和表面光滑度等方面，而未考虑到分形和小波理论的应用。
二、研究目的本研究旨在基于分形和小波理论，对碳纤维复合材料表面形貌进行研究，探究碳纤维复合材料表面形貌与其力学性能之间的关系，为碳纤维复合材料的加工及其应用提供理论支持。
三、研究内容1. 碳纤维复合材料的表面形貌特征的分析和描述2. 基于分形理论，对碳纤维复合材料的表面形貌进行分析和描述3. 基于小波理论，对碳纤维复合材料表面形貌的信号进行多尺度分解和重构，并探究其在碳纤维复合材料力学性能中的应用4. 分别设计和实施分形和小波算法，对碳纤维复合材料表面形貌进行处理和分析比较四、研究方法本研究采用实验室制备的碳纤维复合材料样品，结合光学显微镜、原子力显微镜、扫描电镜等技术，分析和描述其表面形貌，采用Matlab等软件进行分形和小波算法的设计和实施，对表面形貌进行处理和分析。
五、研究意义本研究可为碳纤维复合材料表面形貌的加工提供新思路和理论支持，为材料的设计和应用提供参考，具有较好的实用价值和推广意义。
六、研究进度安排第一年：对碳纤维复合材料的表面形貌特征进行分析和描述，探究其分形特征，并研究其与力学性能间的关系。
第二年：基于小波理论，对碳纤维复合材料表面形貌的信号进行多尺度分解和重构，研究其在碳纤维复合材料力学性能中的应用。
第三年：实施分形和小波算法，对碳纤维复合材料表面形貌进行处理和分析比较，并进一步探究其应用价值。
气相生长碳纤维的表面改性及表征
关键词： 气相生长碳纤维； 改性； 表面能； 偶联剂
中图分类号： Ｏ６１３．７１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００１－４８６１（２００６）０３－０４０３－０８
Ｓｕｒ ｆａｃｅ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒ ａｃｔｅｒ ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖａｐｏｒ Ｇｒ ｏｗｎ Ｃａｒ ｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ ｓ
此外还详细地研究了改性前后vgcf表面和本体的特性变化测定了vgcf改性前后的吸油值aov和表面能se值最后将改性后的vgcf用化学偶联剂钛酸酯进行了处理用ftir表征了改性生成的表面含氧基团与偶联剂的反应情实验部分11称取适量ni金属催化剂前体15500700用氢气还原14h通入烃类碳源气体在5001000催化裂解制得所需vgcf12将气相沉积反应制备的块状vgcf破碎并充分分散取适量样品放入三颈瓶中注入约纤维质量50倍的质量分数为6568的hno至完全浸没vgcf超声分散5min而后于105110之间搅拌回流03060120min制成的样品编号依次为
第 ３期 ２００６ 年 ３ 月
无机 化 学 学 报 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．， ２００６
气相生长碳纤维的表面改性及表征
黄玉安 叶德举 孙 清 张惠良 沈俭一＊ （南京大学化学系， 南京 ２１００９３）
摘要： 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（ＳＢＥＴ）测 试 表 明 ： 改 性 后 的 ＶＧＣＦ 的 ＳＢＥＴ 有 一定的变化， 经 １２０ ｍｉｎ 长 时 间 的 改 性 处 理 后 ， ＳＢＥＴ 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。
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南昌航空大学科技学院毕业设计（论文）开题报告题目碳纤维表面改性研究进展专业名称高分子材料与工程班级学号*********学生姓名刘强指导教师万里鹰填表日期2012 年 3 月16 日碳纤维的表面改性研究进展一．选题的依据及意义：1.碳纤维简介碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。
它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。
碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。
除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。
但未经表面处理的碳纤维表面惰性大，缺乏具有化学活性的官能团，与基体的黏结性差，界面中存在较多的缺陷，限制了碳纤维高性能的发挥。
因此，国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。
碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性，强化碳纤维与基体树脂之间界面性能，达到提高复合材料层间剪切强度的目的。
作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。
因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。
碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。
2 碳纤维表面结构与性能碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的,在热裂解过程中排出其它元素,形成石墨晶格结构。
通过在氧气等离子气体中用腐蚀方法研究碳纤维的结构发现,石墨微晶在整个纤维中的分布是不均匀的,碳纤维由外皮层和芯层两部分组成,外皮层和芯层之间是连续的过渡层。
延直径测量,皮层约占14%,芯层约占39%。
皮层的微晶尺寸较大,排列较整齐有序。
由皮层到芯层,微晶尺寸减小,排列逐渐变得紊乱,结构的不均匀性越来越显著,称之为过渡区。
碳纤维表面的粗糙度、微晶大小、官能团的种类和数量对碳纤维与基体的结合性能有很大的影响。
增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械嵌合,增强锚锭效应;石墨微晶越大,处于碳纤维表面棱角和边缘位置的不饱和碳原子数目越少,表面活性越低,相反,微晶越小,活性碳原子的数目就越多,越有利于纤维与树脂的粘合;碳纤维表面的官能团如- OH、-NH2等能与基体发生反应, 形成化学键。
经表面处理后,碳纤维表面石墨微晶变细,不饱和碳原子数目增加,极性基团增多,这些都有利于复合材料性能的改善。
目前表面处理改性的方法可以分为氧化法及非氧化法两大类。
在此对碳纤维表面处理方法进行详细介绍和比较，以期为碳纤维生产厂家提高碳纤维复合材料性能提供参考。
3.碳纤维表面改性方法1.1气相沉积法近年来，用气相沉积技术对碳纤维进行涂覆处理是碳纤维改性的一个重要方面，在高模量结晶型碳纤维表面沉积一层无定性碳来提高其界面黏接性能，增加复合材料的层问剪切强度。
1.11 气相沉积处理法中采用的涂层技术主要有两种：一种把碳纤维加热到1200℃，用甲烷(乙炔、乙烷)一氮混合气体处理，甲烷在碳纤维表面分解，形成无定型碳的涂层，处理后所得到的复合材料层问剪切强度可提高两倍；另一种方法是先用喹啉溶液处理碳纤维，经干燥后在1600℃下裂解，所得到的复合材料层间剪切强度可提高2.7倍。
此外，还可以用羧基铁和酚醛等的热解后的沉积物来提高界面性能。
1.12 气相沉积处理法的原理：气相沉积处理法是在碳纤维和树脂的界面引入活性炭的塑性界面区来松弛应力，从而提高了复合材料的界面性能。
1.13 气相沉积处理法缺点与不足：气相沉积处理法所需温度较高，有一定危险性，且工艺条件苛刻，未能实现广泛的工业化应用。
1.2电聚合法1.21 电聚合法原理：电聚合法是在电场力的作用下使含有活性基团的单体在碳纤维的表面聚合成膜，以改善其表面形态和组成。
用碳纤维作阳极，不锈钢板作阴极，电聚合液可用含羧基共聚物的铵盐水溶液。
电聚合的基本历程为：带有羧基的高聚物的阴离子在电场力的作用下向阳极的表面移动，发生质子化作用而沉积在其表面形成聚合膜。
1.22 电聚合法的研究进展Sbramaian教授等早在1976年就研究用电化学聚合对纤维进行改性。
他们以碳纤维为电极，将乙烯基单体如丙烯酸及马来酸酐的共聚物等聚合单体在电场作用下聚合在碳纤维表面，结果使复合材料的层间剪切强度提高了16％。
张复盛研究了用具有水溶性的烯类单体，配成一定质量分数的溶液，在碳纤维上进行电聚合行为。
发现经电聚合处理之后的碳纤维单丝的拉伸强度、拉伸模量、以及断裂伸长率都有明显提高，复合材料的层间剪切强度有J，大幅度提高，冲击强度也有明显改善。
1.23 制备电聚合法采用苯乙烯马来酸酐、甲基乙烯醚马来酸酐、乙烯丙烯酸共聚物和烯烃马来酸酐等。
1.24 优缺点它们属于热塑性聚合物，耐高温性能差，因而所制复合材料的高温层问剪切强度和湿态层间剪切强度有不同程度下降。
电聚合的电压比较低，时间短，可与碳纤维生产线相匹配，只是工序较繁杂，有的电聚合液不太稳定，不便连续操作。
1.3 偶联剂涂层法1.31 偶联剂涂层法原理偶联剂涂层法所采用的偶联剂为双性分子，它的一部分官能团与碳纤维表面反应形成化学键，另一部分官能团与树脂反应形成化学键。
这样偶联剂就在树脂与碳纤维表面起到一个化学媒介的作用，将二者牢固地连在一起，从而达到提高界面强度的目的。
在对碳纤维进行偶联剂涂层处理之前，可采用空气氧化处理。
另外，在对碳纤维进行偶联剂涂层处理的同时，对树脂进行一定的处理也能进一步改善界面性能，从而提高复合材料的综合性能。
1.32 偶联剂涂层法的研究进展春香认为在对碳纤维进行偶联剂涂层处理之前，纤维的表面最好含有一定量的羧基和羟基。
M.H.Choi等在对碳纤维进行偶联剂涂层处理之前,首先对纤维进行了硝酸氧化处理，取得了很好的效果，其增强的复合材料的弯曲强度最高，纤维与树脂之间的界面结合得到了改善。
刘玉文等在对碳纤维进行硅烷偶联剂涂层处理之前，先进行了纤维的阳极预氧化处理，增加纤维表面的羟基数量，使其表面与偶联剂进行共价键合的活性点增加，导致纤维与树脂界面黏接强度的提高偶联剂涂层法提高复合材料中界面黏接性能的应用非常广泛，用硅烷偶联剂处理玻璃纤维的技术已有较成熟的经验。
1.33 偶联剂涂层法的优缺点由于碳纤维表面的官能团数量及种类较少，只用偶联剂处理的效果往往不太理想。
用偶联剂处理碳纤维(低模量)可以提高碳纤维增强树脂基复合材料的界面强度，但对高模量碳纤维效果不明显。
1.4 聚合物涂层法1.41 聚合物涂层法原理碳纤维表面涂覆聚铝氧烷，在高温热处理，则碳纤维表面生成氧化铝涂层，使其抗氧化性能得到提高，可与金属复合制取碳纤维增强金属基复合材料。
1.42 聚合物涂层法南京理工大学汪信等采用溶胶一凝胶法在碳纤维的表面涂覆了氧化铝和钇稳定的氧化锆涂层，通过比较氧化物涂层前后碳纤维／环氧复合材料的力学性能发现，氧化铝和钇稳定的氧化锆涂层后使层问剪切强度(ILSS)分别提高了17.7％和52.0％，拉伸强度和弯曲强度也均稍有提高；且在碳纤维表面形成的氧化铝和钇稳定的氧化锆涂层在350～700℃温度条件中能有效地减缓碳纤维环氧基复合材料的氧化失重速率。
中国科学院金属研究所王玉庆等研究了在碳纤维表面涂覆SiO，的工艺及其对碳纤维性能的影响，结果表明涂覆SiO层后，碳纤维的强度基本上保持不变，且有效地提高了碳纤维的抗氧化性能。
在对碳纤维进行聚合物涂层之前，纤维的表面最好含有一定量的羧基和羟基，否则由于碳纤维表面的官能团数量较少聚合物涂层的效果往往不太理想。
1．5晶须生长法1.51 晶须生长法的原理在碳纤维表面，通过化学气相沉积生成碳化硅、硼化金属、TiO、硼氢化合物等晶须，能明显提高复合材料的层问剪切强度，并且晶须质量只占纤维的0.5％～4％，晶须质量分数在3％～4％时层问性能达到最大。
生长晶须的过程包括成核过程以及在碳纤维表面生长非常细的高强度化合物单晶的过程。
尽管晶须处理能获得很好的效果，但因费用昂贵、难以精确处理，故工业上无法采用。
1.6 等离子体法1.61 等离子体法原理等离子体法是一种新兴的表面处理方法。
等离子体法共有3种，即高温等离子体、低温等离子体和混合等离子体法。
等离子体法主要是通过等离子体撞击碳纤维表面，从而刻蚀碳纤维表层，使其表面的粗糙度增加，表面积也相应增加。
由于等离子体粒子一般具有几个到几十个电子伏特的能量，使得碳纤维表面发生自由基反应，并引入含氧极性基团。
等离子体法还有可能使碳纤维表面微晶晶格遭到破坏，从而减小其微晶尺寸。
1.62 等离子体法的研究进展C.U.Pittman等分别使用氧等离子体处理的和异丁烯聚合涂层处理的碳纤维来增强树脂，结果氧等离子体处理的纤维增强的树脂基复合材料的层间剪切强度提高不明显，而异丁烯聚合处理的纤维以及先经氧等离子体处理后进行聚合处理的纤维增强的复合材料的层间剪切强度下降。
但只要很好地制定聚合处理工艺，就有可能达到改善界面性能的目的。
N.Dilsiz等的研究表明，碳纤维经等离子体聚合处理后，纤维表面的粗糙度以及表面条纹都增多，这有利于纤维与树脂问的机械锲合；同时纤维表面的活性成分增加，可以改变纤维表面的极性和结构，增强纤维与基体间的结合强度。
刘新宇等用经等离子体接枝处理的碳纤维来增强环氧树脂基复合材料，结果碳纤维的表面活性提高，改善了纤维与树脂问的界面黏接性能，从而改善了复合材料的界面性能，使复合材料的层问剪切强度得到提高。
1.63 等离子体法的优缺点作为一种新兴的处理手段，等离子体处理法具有处理温度低、时间短、经改性的表面厚度薄，可达到几微米等优点。
但单纯地用某种气体放电产生的等离子体处理碳纤维存在时间效应，处理后的效果会随时间的延长而消失，只有尽快与基体复合才能获得较好的处理效果。
同时，等离子体的产生需要一定的真空环境，在工业化应用中存在生产成本高，设备结构复杂等问题，难以实现连续化、稳定化的生产。
2 氧化法氧化法又分为气相氧化法、液相氧化法、气液双效氧化法、电化学氧化法。
2.1气相氧化法2.11 气相氧化法的原理气相氧化的介质是热空气或其中混合了一定量的空气、O2、O3，、CO2、CO、SO2、水蒸气等气体的混合气体，处理温度一般在400～600℃，反应时间根据碳纤维种类和所需氧化程度而定。