大丝束碳纤维的上浆工艺及其性能研究

采用低黏度的水性聚酰亚胺(PAAs)类上浆剂对聚丙烯腈(PAN)基大丝束碳纤维进行浸渍处理,得到上浆碳纤维,研究了上浆剂浓度与浸渍时间对上浆碳纤维可加工性能的影响,并分析了上浆碳纤维的表面及断面形貌、表面元素及活性基团变化。结果表明:大丝束碳纤维的上浆率主要受上浆剂浓度的影响,上浆过程基本在30~60 s内完成;相比未上浆的碳纤维,上浆碳纤维的毛丝量大幅减少,悬垂值随上浆率增大而增大,耐磨次数随上浆率的增大呈现先增后减的变化趋势;在上浆剂PAAs质量分数为0.3%~0.5%、浸渍时间为60 s时,上浆碳纤维的上浆率为1.19%~1.52%,可加工性能好;在上浆剂PAAs质量分数为0.5%、浸渍时间为60 s时,上浆碳纤维表面光滑,表面氮、氧元素含量增加,并引入了PAAs的极性基团。