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本文主要研究了C型沥青基炭纤维的制备及其阳极氧化表面处理的机理。结果表明：以沥青渣油为原料调制出各向同性沥青，用C型喷丝板在不同工艺下可纺制出中空、圆形、条形、C型炭纤维。纺丝温度是影响其截面形状的主要因素，沥青纤维的予氧化时间及予氧丝的炭化温度对炭纤维的单丝强度有较大影响，予氧化时间有一最佳值，少于或超过此值炭纤维的单丝强度都会降低。 本文首先采用常规阳极氧化方法对C型炭纤维进行表面处理。处理后炭纤维表面含氧官能团虽有所上升，与树脂的界面粘结性有所好转，但效果并不理想。分析后认为常规方法的氧化处理程度较浅，未充分考虑阳极氧化的其他影响因素。 根据电化学基本反应原理和炭纤维的表面特性，实验设计了改进的阳极氧化处理装置和引入新的处理条件对C型炭纤维进行表面处理，通过XPS、AFM及SEM分析，提出沥青基炭纤维的阳极氧化机理：在高于碳电极的电极电位下，炭纤维的阳极氧化表面处理是表面官能团的反应平衡过程，即表面的碳及其官能团逐步被氧化成羧基和CO2的过程。其间多个反应同时进行，根据各官能团生成焓的高低排列反应顺序；电流强度决定自由氧的浓度，在低电流下，官能团反应是主要反应，而在大电流长时间处理条件下，自由氧浓度过量，生成CO2北京化工大学硕士学位论文的反应即表面刻蚀变为主要反应;表面刻蚀首先是使炭纤维表面变得更加光滑;当表面梭基含量达到一定程度时，氧化反应就会缓慢甚至停止，各反应达到平衡，各官能团含量不再增加。 通过对各种炭纤维处理前后的SEM观察，认为SEM在微米尺度的分辨率不足以表征炭纤维阳极氧化后的形貌变化，而采用AFM可在纳米尺度上表征炭纤维在电化学氧化过程中的表面形貌变化。AFM与XPS结合可表征炭纤维阳极氧化表面处理的进程。 炭纤维经表面处理后，通过增强ABS、尼龙66热塑性复合材料的研究表明:表面处理提高了与树脂的界面粘结性，初步实验结果认为炭纤维与树脂的结合力主要取决于炭纤维表面含氧官能团，而与表面粗糙度关系不大。关键词:炭纤维，阳极氧化，界面性能