本發明公開了一種微波超聲共處理碳纖維表面的化學改性方法及裝置，該方法先對碳纖維預處理，去除碳纖維中的定型劑；再酸化處理；將酸化后的碳纖維加入到化學改性溶液中，超聲預分散，再加入反應引發劑，進行微波輻射，即完成化學改性。該裝置包括具有控溫系統的水箱，水箱內設有用于裝化學改性溶液的容腔，水箱的底部設有超聲發生器，水箱的上方設有可透射微波的封閉蓋，封閉蓋的上方設有微波發生器。本發明成本低、操作簡單、適用性強、效率高、處理效果優良，不僅能增加碳纖維表面粗糙度，也可在碳纖維表面引入特定的反應官能團，改善碳纖維表面浸潤性，增加碳纖維與樹脂之間的結合強度，提升碳纖維復合材料的使用性能。

1.一種微波超聲共處理碳纖維表面的化學改性方法，其特征在于，具體
包括以下步驟：
1)將碳纖維浸入到溶劑當中，超聲處理碳纖維，去除碳纖維中的定型劑；
2)將去除定型劑后的碳纖維按(0.1～1):100的質量比加入到質量濃度為
63％～69％的濃硝酸中，在200～800W的功率及20～80kHz的頻率下超聲處理
30～90min，同時用功率為100～400W、頻率為2.45～10GHz的微波發生器微波
輻射20-40min，然后將碳纖維取出洗滌、干燥，即得到酸化后的碳纖維；
3)將酸化后的碳纖維加入到化學改性溶液中，在200～800W的功率、
20～80kHz的頻率及20～60℃的溫度下超聲預分散5～10min，然后加入反應引
發劑，用功率為100～400W、頻率為2.45～10GHz的微波發生器微波輻射
5～20min，即完成了對碳纖維表面的化學改性；
其中化學改性溶液是質量分數為10～30％的乙二胺的甲醇溶液、質量分數
為5～30％的二己二胺的甲醇溶液、質量分數為5～20％的苯胺的N，N-二甲基
甲酰胺溶液、質量分數為10～30％的三聚氰胺的甲醇溶液、質量分數為10～30％
的間苯二胺的N，N-二甲基甲酰胺溶液、質量分數為5～20％的聚酰胺胺的N，
N-二甲基甲酰胺溶液或質量分數為5～20％的丙烯酰胺的N，N-二甲基甲酰胺
溶液；反應引發劑為亞硝酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨。
2.根據權利要求1所述的微波超聲共處理碳纖維表面的化學改性方法，
其特征在于：所述的溶劑為丙酮、石油醚、甲醇、四氫呋喃、丁酮中的一種
或幾種任意比例的混合溶液。
3.根據權利要求1或2所述的微波超聲共處理碳纖維表面的化學改性方
法，其特征在于：所述步驟1)的具體步驟為：將碳纖維浸入到溶劑中，在
200～800W的功率、20～80kHz的頻率及60～80℃的溫度下超聲分散3～10h，去
除碳纖維中的定型劑，然后將碳纖維取出洗滌、干燥，即得到去除定型劑后
的碳纖維。
4.根據權利要求1或2所述的微波超聲共處理碳纖維表面的化學改性方
法，其特征在于：所述碳纖維的原料為聚丙烯基、黏膠絲或瀝青纖維；所述
碳纖維的形式為纖維絲束、布料、預浸料坯或短切纖維。