CS274334B1 - Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres - Google Patents
Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres Download PDFInfo
- Publication number
- CS274334B1 CS274334B1 CS350489A CS350489A CS274334B1 CS 274334 B1 CS274334 B1 CS 274334B1 CS 350489 A CS350489 A CS 350489A CS 350489 A CS350489 A CS 350489A CS 274334 B1 CS274334 B1 CS 274334B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carbon
- fibres
- carbon fibres
- irradiation
- fibers
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims description 5
- 239000004753 textile Substances 0.000 title 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 title 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 32
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 27
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká způsobu povrchového opracováni uhlikových vláken tkanin a jiných uhlíkových a hybridních textilii s uhlíkovými vlákny.The invention relates to a method for surface treatment of carbon fibers of fabrics and other carbon and hybrid carbon fiber fabrics.
Uhlíková vlákna a uhlíkové textilie nabývají pro své vlastnosti pracovat za extrémních mechanických a tepelných podmínek i pro svá elektrické vlastnosti stále většího významu pro aplikace jako výztuž v kompozitech pro letecký, automobilový, sportovní a dalši průmysly. Důležitou vlastností při vytvářeni uhlíkových kompozitů Je adheze uhlíkových vláken k matrici. Ta se zajištuje nejrůznější povrchovou úpravou uhlíkových vláken, jejíž účelem je vytvořit na povrchu uhlíkových vláken různé vazebné skupiny Jako hydroxylové, karboxylové, ketonové a dalši, aby mohlo dojit k chemickým vazbám mezi vlákny a povrchem, K tomuto účelu se nejčastěji užívá chemických postupů jako Je kyselina dusičná, elektrochemických za použití kyseliny sirové, sírsnu draselného a hydroxydu sodného, oxidace v suchém vzduchu nebo pásmového výboje. Chemické a elektrotechnické úpravy povrchu jsou poměrně zdlouhavé a vyžaduji navíc Ještě užíváni 9ilných kyselin a zásad. Oednodušší oxidace ve vzduchu a kyslíku při 500 až 800 °C Je také zdlouhavá.Carbon fibers and carbon fabrics are becoming increasingly important for applications such as reinforcement in aerospace, automotive, sports and other industries for their properties to operate under extreme mechanical and thermal conditions as well as their electrical properties. An important property in forming carbon composites is the adhesion of carbon fibers to the matrix. This is accomplished by a variety of carbon fiber finishes designed to form different bonding groups on the carbon fiber surface, such as hydroxyl, carboxyl, ketone, and others, to allow chemical bonds between the fibers and the surface to occur. nitric acid, electrochemical using sulfuric acid, potassium sulphate and sodium hydroxide, oxidation in dry air or band discharge. Chemical and electrotechnical surface finishes are quite time consuming and require the addition of 9-strong acids and bases. Simpler oxidation in air and oxygen at 500 to 800 ° C It is also lengthy.
Výše uvedená nedostatky chemických, elektrochemických a oxidačních metod na vzduchu a kyslíku jsou odstraněny způsobem povrchového opracováni uhlíkových vláken, tkanin a jiných uhlíkových a hybridních textilii s uhlíkovými vlákny, při kterém se na povrchu uhlíkových vláken vytvoří vazbové skupiny, které utvoří chemickou vazbu mezi povrchem vlákna a matrici. Oeho podstatou je to, že povrch uhlíkových vláken ae ozáří v aktivni nebo inertní atmosféře laserovým zářením. Před ozářením lze uhlíková vlákna sdružit nebo oskat vlákny z polyakrylonitrolu, polyvinylchloridu nebo z Jiné karbonizovatelné látky. Dále je možné před ozářením nanést na povrch uhlíkových vláken monomem! nebo polymerní vrstvu.The above drawbacks of chemical, electrochemical and oxidation methods in air and oxygen are overcome by the surface treatment of carbon fibers, fabrics and other carbon and hybrid carbon fiber fabrics, in which bonding groups are formed on the carbon fiber surface to form a chemical bond between the fiber surface and a matrix. The essence is that the surface of the carbon fibers ae is irradiated in the active or inert atmosphere by laser radiation. Prior to irradiation, the carbon fibers may be combined or impregnated with polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, or other carbonizable fibers. Furthermore, it is possible to apply monomer onto the carbon fiber surface before irradiation. or a polymer layer.
Ozářením povrchů uhlíkových vláken nebo jejich modifikaci laserovým zářením, pro danou látku určitého výkonu a vlnové délky, se dosáhne povrchové aktivity uhlikových vláken, čimž se zvýši bud jejich mechanická, nebo i chemická adheze k matrici. Dále je daný způsob podle vynálezu zdravotně nezávadný, poměrně jednoduchý a nenáročný na čas.Irradiation of the carbon fiber surfaces or laser modification thereof for a given substance of a certain power and wavelength results in the surface activity of the carbon fibers, thereby increasing either their mechanical or chemical adhesion to the matrix. Furthermore, the method according to the invention is harmless, relatively simple and time-consuming.
Vynález a Jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise tři konkrétních příkladů provedeni.The invention and its effects are explained in more detail in the description of three specific exemplary embodiments.
Přiklad 1Example 1
Uhlíkové vlákno nebo textilie je ozářena laserovým zářením C02 laseru ve vzduchu nebo kyslíku tak, aby se na povrchu uhlikových vláken vytvořily kyslíkové skupiny, kterými dochází k chemické vazbě mezi vlákny a matrici a povrchové vrstvy se částečně odleptaly.The carbon fiber or fabric is irradiated with laser CO 2 laser radiation in air or oxygen to form oxygen groups on the carbon fiber surface, causing chemical bonding between the fibers and the matrix, and the surface layers are partially etched.
CS 274 334 BlCS 274 334 Bl
Příklad 2Example 2
Uhlíková vlákna oskaná viskózovými, polyakrylonitrilovými nebo polyvinylchloridovými vlákny se ozáří C02 laserem o výkonu nad 20 W v inertní atmosféře Jako ja dusiko vá nebo argonová tak, aby došlo ke karbonizaci oskaných vláken, které vytvoří na povr chu uhlíkových vláken porézní a drsnou vrstvu s vysokou mechanickou a chemickou adhezí.Carbon fibers impregnated with viscose, polyacrylonitrile or polyvinyl chloride fibers are irradiated with a CO 2 laser over 20 W in an inert atmosphere, such as nitrogen or argon, to carbonize the sintered fibers to form a porous and rough layer of high carbon fiber mechanical and chemical adhesion.
Přiklad 3Example 3
Uhlíková vlákna opatřená na povrchu epoxidovou vrstvou se ozáří laserem C02 v inartnl dusíkové nebo argonové atmosféře tak, aby došlo na povrchu vlákna ke karbonizaci epoxidových vrstev a k vytvořeni porézní vrstvy, což je dosaženo rychlým ohřevem.The carbon fibers provided with an epoxy layer on the surface are irradiated with a CO 2 laser in an inert nitrogen or argon atmosphere so as to carbonize the epoxy layers on the fiber surface and form a porous layer, which is achieved by rapid heating.
Přiklad 4Example 4
Monomerní vrstva nanesená na uhlíková vlákna působením dusíkového laseru nebo excimerového laseru zpolymerizuje, Polymer je třeba zvolit takový, který má postraní vazbové skupiny, které mohou reagovat s matrici uhlíkového kompozitu.The monomer layer deposited on the carbon fibers is polymerized by the action of a nitrogen laser or an excimer laser. The polymer should be chosen to have side-linking groups that can react with the carbon composite matrix.
Způsob povrchového opracováni uhlíkových vláken, tkanin a Jiných uhlíkových a hybridních textilii s uhlíkovými vlákny nalezne uplatněni zejména při výrobě kompozitů pro letecký, automobilový a dalši průmysly,The method of surface treatment of carbon fibers, fabrics and other carbon and hybrid carbon fiber fabrics will find particular application in the manufacture of composites for the aerospace, automotive and other industries,
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS350489A CS274334B1 (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS350489A CS274334B1 (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS350489A1 CS350489A1 (en) | 1990-09-12 |
| CS274334B1 true CS274334B1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=5375331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS350489A CS274334B1 (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS274334B1 (en) |
-
1989
- 1989-06-08 CS CS350489A patent/CS274334B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS350489A1 (en) | 1990-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108560243B (en) | Carbon fiber surface treatment method and application | |
| Harvey et al. | X-ray photoelectron spectroscopic studies of carbon fibre surfaces: Part 6 Pilot plant surface treatment and epoxy resin composites | |
| JP5191322B2 (en) | Carbon fiber surface treatment method | |
| Mottram et al. | Thermal conductivity of fibre-phenolic resin composites. Part I: Thermal diffusivity measurements | |
| KR950002820B1 (en) | Surface treatment process for carbon fibers | |
| US3657082A (en) | Treatment of fibrous materials | |
| US3351484A (en) | Carbon fibers and method | |
| US3746560A (en) | Oxidized carbon fibers | |
| CN111572115B (en) | CF/PEEK composite material with high fatigue strength and preparation method thereof | |
| CS274334B1 (en) | Method of carbonaceous fibres' surface treatment,as well as woven fabrics and other hybrid textiles with carbon fibres | |
| US5019426A (en) | Topical treatment for sealing carbon and graphite surfaces | |
| US3865705A (en) | Process for modifying the surface characteristics of carbon substrates and composite articles produced from the treated substrates | |
| Jin et al. | Properties of carbon fibers modified by oxygen plasma | |
| KR100572995B1 (en) | Manufacturing method of nickel plated carbon fiber by electroplating method | |
| US3876444A (en) | Method of treating high strength carbon fibers | |
| JP2946595B2 (en) | Surface modification method for carbon fiber | |
| Dybko et al. | Novel matrix for fiber optic chemical sensors made of particle track polymer | |
| TR2022011520A2 (en) | AN ELECTROCHEMICAL GREEN SURFACE TREATMENT METHOD FOR THE USE OF CARBON FIBERS AS ADVANCED MATERIAL | |
| JP3104026B2 (en) | Carbon fiber phenol triazine resin finish | |
| JPS58214527A (en) | Carbon fiber bundle of high strength and elongation | |
| JPS6112967A (en) | Treatment of carbon fiber | |
| Shimizu et al. | Interfacial debonding strength between the edge surfaces of pyrolytic graphite and epoxy resins | |
| US3573961A (en) | Method for making refractory oxide-coated materials | |
| CN119465615B (en) | A method for surface modification of high modulus carbon fibers to improve interfacial properties through anodic oxidation | |
| JP3168777B2 (en) | Zinc-bromine battery electrodes |