碳纖維表面改性是提高碳纖維與樹脂基體相容性，制備出性能優(yōu)異碳纖維復(fù)合材料最有效的方法之一。通過上漿法、化學(xué)接枝法、化學(xué)沉積法、等離子體法、電泳法以及納米增強(qiáng)體改性等方法對(duì)碳纖維進(jìn)行改性。也說明了表面光滑惰性的碳纖維與樹脂基體結(jié)合性差，須通過碳纖維表面改性來改變碳纖維表面的物理化學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而提高活性官能團(tuán)種類和數(shù)量，比表面積和粗糙度來設(shè)計(jì)改進(jìn)碳纖維界面結(jié)構(gòu)提高復(fù)合材料性能。
本次將介紹氧化法在碳纖維表面改性中的應(yīng)用狀況：
電化學(xué)氧化法：是氧化法中常用的一種方法，它具有簡(jiǎn)單、可控、處理效率高和對(duì)纖維本身損傷小的特點(diǎn)。因此，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)電化學(xué)氧化處理后的碳纖維其表面粗糙度增加，有利于纖維與基體之間的機(jī)械錨接。同時(shí)碳纖維表面含氧官能團(tuán)（如羧基和羥基）增多，也會(huì)促進(jìn)纖維與基體之間的化學(xué)鍵接，有利于 CFRP 復(fù)合材料界面性能的提高。
需要指出的是電化學(xué)氧化法須根據(jù)不同的情況選擇相應(yīng)的電解質(zhì)，電解質(zhì)不僅起到增加電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性的作用， 而且會(huì)對(duì)碳纖維和基體樹脂基體之間的界面性能產(chǎn)生不同的影響。常用的電解質(zhì)有硫酸、氫 氧化鈉、碳酸氫銨等，而酸性電解質(zhì)溶液具有更高的氧化效果。
但是電化學(xué)氧化法在一定程度上會(huì)對(duì)碳纖維造成破壞，使用時(shí)須把握好電壓大小和電流強(qiáng)度。也可以與其他改性方法搭配，以期達(dá)到更好的效果，或減小電化學(xué)改性對(duì)碳纖維本身的傷害。
氣相氧化法在碳纖維表面改性中也比較常見，空氣、氧氣、臭氧等氧化性氣體用來氧化碳纖維，從而使纖維表面產(chǎn)生活性基團(tuán)。該處理方法的有效性主要依賴于碳纖維的氧化程度、氧化性媒介的濃度以及處理時(shí)間和處理環(huán)境。如，臭氧氧化碳纖維表面時(shí)間越長(zhǎng)，其表面的含氧官能團(tuán)越豐富，但當(dāng)表面含氧官能團(tuán)達(dá)到飽和后，繼續(xù)進(jìn)行臭氧氧化則效果甚微。
液相氧化法優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)設(shè)備要求低，流程短，操作簡(jiǎn)單，投資少，通常和其他氧化法配合使用。通過刻蝕氧化的方式提高碳纖維表面活性官能團(tuán)增加與基體的界面結(jié)合性，氧化產(chǎn)生的缺陷提高了碳纖維的表面粗糙度，能明顯的提升碳纖維復(fù)合材料的界面性能，制備性能優(yōu)異的碳纖維復(fù)合材料。
酸氧化法概念上可歸于液相氧化法，碳纖維的氧化程度受氧化媒介的濃度、處理時(shí)間和處理溫度等條件影響。在酸氧化場(chǎng)景中，碳纖維表面極性基團(tuán)的含量與氧化時(shí)間呈正相關(guān)，而纖維的拉伸強(qiáng)度與氧化時(shí) 間呈負(fù)相關(guān)。氧化處理后的碳纖維表面有凹槽和碎片出現(xiàn)，纖維表面積也大幅度提高。
