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碳纤维增强树脂基复合材料的力学性能是否能够充分发挥，两相间的界面粘接起着关键作用。PAN基碳纤维表面较光滑，且呈现化学惰性，这些特征不利其与树脂基体形成良好的界面粘接。若对PAN基碳纤维进行表面处理，使其表面具有活性基团，增加其表面粗糙度，就可以提高PAN基碳纤维增强树脂基复合材料的力学性能。
本篇论文研究电化学处理碳纤维过程中电解质、电流密度、电导率、溶液温度等因素对电化学处理效果的影响；探讨碳纤维表面接枝马来酸酐的量和不同条件的关系；研究未表面处理、电化学处理、电化学-氨化联合处理碳纤维的表面性能，不同表面状态碳纤维增强尼龙66树脂的力学性能，及两相界面粘接状况。
采用扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱、红外光谱、X射线电子能谱对碳纤维表面的形貌、微晶尺寸、官能团进行研究；利用亚甲基蓝(MB+)在碳纤维上的吸附和酸碱滴定，测试碳纤维表面的酸性官能团的量及孔隙结构；测试碳纤维与环氧树脂，尼龙66间的界面剪切强度、弯曲强度，以评价碳纤维与树脂间的界面粘接状况。
主要结果如下：
(1)电解质溶液的电导率与电解质种类、浓度、溶液温度有关。当电解质浓度大于5wt％时，溶液电导率基本不变。电导率随着溶液温度的升高而提高。PAN基碳纤维经过电化学处理后，表面润湿性能提高，沟槽加深；表面处理后的酸性官能团及孔隙结构越多，其吸附MB+和NaOH的量越多；酸性电解质溶液及较高的处理温度都可以增加碳纤维表面的刻蚀程度；通过变化表面处理的条件，可以控制碳纤维表面的各种官能团生成量。相比在NH4HCO3溶液中处理的PAN基碳纤维，PAN基碳纤维在H3PO4溶液中处理后表面微晶尺寸减少较多，且单丝强度有所提高。表面处理后的碳纤维和环氧树脂间的界面剪切强度明显提高。
(2)通过狄尔斯-阿德尔反应可以在PAN基碳纤维表面接枝上马来酸酐。碳纤维表面接枝马来酸酐的量与反应温度、反应时间有关，一般在溶液中100℃反应1h就可以在碳纤维表面接枝上大量的马来酸酐。碳纤维经过电化学处理后，表面的双烯结构开始减少，但当氧化程度提高时，双烯结构变化不大。接枝马来酸酐后的碳纤维和环氧树脂间的界面剪切强度提高较大。
(3)PAN基碳纤维经过电化学及氨化处理后表面的润湿性提高，且氨化处理的润湿性最好。在NH4HCO3溶液中电化学处理后的碳纤维表面形成大量的含氧、含氮官能团；氨化处理后的碳纤维表面的含氮官能团明显增多，但是含氧官能团减少。电化学处理后的碳纤维表面被活性氧刻蚀，表面粗糙度变大，微晶尺寸减少，这些特征在氨化处理后都得到保留。碳纤维经过电化学及电化学-氨化联合处理后，其表面的电活性物质减少。
(4)碳纤维增强尼龙66复合材料的弯曲强度随着碳纤维含量的增加，提高明显。电化学处理的碳纤维增强尼龙66复合材料的弯曲强度最高，其次是氨化处理的碳纤维，未表面处理的碳纤维最低。复合材料中碳纤维的长度分布在0.8mm左右。电化学、电化学-氨化联合处理的碳纤维增强尼龙66复合材料的断面粘接都好于未表面处理的碳纤维。