《表3 XPS C 1s各官能团峰面积》

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《炭纤维表面性质及上浆剂对炭纤维聚碳酸酯复合材料界面性能的影响》

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为了进一步了解炭纤维表面的化学结构，分析炭纤维表面的不同含氧基团的含量，如图5是不同表面处理的炭纤维的XPS C 1s分峰拟合图。相对应的键合形式和峰面积之比如表3所示。从图5可以看出，含氧官能团主要含有羟基及醚键（286.3±0.2 eV）、酯基（289±0.2 eV）。BCF中的羟基、醚键和酯基的含量最少，通过电化学氧化后OCF表面的惰性层脱落，C—O—C/H和OC—O的含量都有所增加。涂有环氧上浆剂的商业炭纤维CCF和涂有聚氨酯上浆剂的炭纤维PUCF表面的含氧官能团中C—O—C/H含量明显增多。DCF中的主要含氧基团为C—O—C/H，通过红外分析可知主要来源于环氧树脂和炭纤维表面形成不溶于丙酮的环氧开环的产物。CCF中的C—O—C/H来源于环氧基团，且从XPS分析中并没有OC—O基团，说明环氧树脂链中没有含有酯基的其他化学结构。PUCF中的OC—O基团来源于氨酯基，有可能是聚氨酯本身含有的氨酯基，也有可能是异氰酸酯和炭纤维表面的活性氢反应产生的氨酯基团。从表中的各官能团峰面积比可以看出，电化学氧化炭纤维表面的含氧官能团相比未处理的炭纤维表面含氧官能团增加。结合图表可知，实验室自制的聚氨酯上浆处理的炭纤维表面的含氧官能团最多，可见聚氨酯是一种比较理想的用于增加炭纤维表面活性的上浆剂。