介质阻挡放电等离子体处理芳纶的表面性能研究

采用介质阻挡放电(DBD)装置对芳纶1414表面进行改性处理,探讨低温等离子体处理对纤维表面性能的影响。结果表明:经过DBD等离子体处理后,芳纶1414纤维表面粗糙程度加剧,粘结性能和浸润性能有了明显的改善;当DBD等离子体处理功率为200～300 W,时间为60 s,氩气流量为2～3 L/min时,芳纶1414的界面剪切强度从处理前的11.9 MPa上升到14.2 MPa,接触角由处理前的85.0°下降到了60.6°。     

DBD等离子体改性芳纶表面的动态工艺研究

采用介质阻挡放电(DBD)空气等离子体,选择不同放电强度及处理时间对芳纶表面进行连续动态处理。通过扫描电镜以及光电子能谱仪对处理前后芳纶表面进行表征。结果表明,经DBD等离子体处理后的芳纶表面粗糙度有较大提高,浸润性显著提高,且纤维表面C元素质量分数下降超过5%,0元素质量分数约上升8%;芳纶表面的粗糙度、浸润性及含氧基团含量均随放电强度和处理时间的增加而提高。     

空气等离子体处理芳纶Ⅲ的性能研究

比较了国产芳纶Ⅲ与芳纶1414以及进口Twaron纤维的表面性能;采用空气等离子体处理技术对芳纶Ⅲ的表面进行改性,研究了空气等离子体处理工艺条件以及处理前后芳纶Ⅲ的结构与性能的变化。结果表明:国产芳纶Ⅲ的表面存在不均匀的浅沟槽,比芳纶1414和Twaron纤维表面粗糙,其表面浸润性较差,但却优于芳纶1414和Twaron纤维;空气等离子体处理芳纶Ⅲ的最佳条件为放电功率65 W,空气放电气压2 000 Pa,处理时间11 min,在此条件下处理的芳纶Ⅲ表面接触角由未处理时的55.8°降至41.5°,纤维的浸润性能得到改善,而其力学性能和大分子结构不受影响。     

空气介质阻挡放电等离子体对国产芳纶ⅢA表面改性的研究

采用空气介质阻挡放电等离子体对国产芳纶ⅢA进行表面处理,优化了其处理工艺。用SEM、XPS等方法研究了处理前后纤维表面形态和化学状态的变化,通过短梁剪切试验评价了芳纶ⅢA/环氧复合材料的抗层间剪切强度。结果表明:经空气等离子体处理后芳纶ⅢA表面粗糙度增加,极性增强,纤维力学性能无明显变化,芳纶ⅢA/环氧复合材料的抗层间剪切强度提高了18%。     

介质阻挡放电技术处理挥发性有机物的研究进展

介质阻挡放电技术在处理低浓度挥发性有机物（VOCs）过程中具有反应快速、工艺简单及适应范围广等优点而受到广泛关注。本文从介质阻挡放电单独使用和介质阻挡放电协同催化两方面进行了概括总结。首先,简述了介质阻挡放电处理VOCs所用的驱动电源和等离子体发生器的研究现状及气体性质对VOCs降解性能的影响;其次,介绍了介质阻挡放电协同催化的两种方式（内置式和后置式）及各自情况下采用不同催化剂强化VOCs去除性能、提高能量效率、抑制副产物生成的过程机理;最后,分析了介质阻挡放电技术处理低浓度VOCs过程中存在的关键问题,并提出了未来的重要研究方向为：等离子体催化体系中VOCs的界面反应机理;催化剂的抗积碳性能的提高;适用于多组分VOCs的高效催化剂的开发。     

介质阻挡放电等离子体防除冰实验研究

在无风环境下分别进行了交流介质阻挡放电(AC-DBD)、纳秒脉冲介质阻挡放电(NS-DBD)及射频介质阻挡放电(RF-DBD)等离子体除冰实验研究,采用高速成像技术与红外测温成像技术分别记录除冰过程中介质层表面相变及温度动态变化过程,对比分析了三者的优缺点及传热机理。结果表明,在功率相同的条件下,AC-DBD等离子体激励的温升迅速,加热范围广,除冰实验效果最佳;对于NS-DBD等离子体激励,低压高频的除冰性能明显优于高压低频;RF-DBD等离子体激励放电主要集中在电极条边缘,放电剧烈,但电极间的区域温度较低,导致整体除冰效果不佳。最后,选择除冰效果最好的AC-DBD等离子体激励,在结冰风洞中进行了防冰实验研究。结果表明,AC-DBD等离子体激励整体防冰效果较好,但在防冰过程中,前缘会出现局部结冰,需进一步优化激励器构型及能量,提高AC-DBD等离子体激励防冰效果。     

介质阻挡放电等离子体特性及其在化工中的应用

阐述了介质阻挡放电（DBD）等离子体的基本特性、放电机理、理论模型、反应器类型及存在问题。评述了介质阻挡放电在物质合成、挥发性有机物处理、汽车尾气净化、材料表面处理、催化剂改性、沉积制膜以及等离子体催化协同作用在环境化工中的应用等方面的研究进展,分析了传统方法在这些方面应用的优缺点,指出通过与催化剂协同可以更好地发挥等离子体的优势。DBD等离子体技术在节约能源、降低成本、安全操作和环境保护等方面都有很大改进,是一种很有前途的新技术,并展望了DBD等离子体技术的发展前景和研究方向。     

等离子体改性对活性炭纤维低温选择性催化还原脱除NO的影响

采用介质阻挡放电(DBD)低温N2、O2等离子体技术对黏胶基活性炭纤维(V-ACF)进行表面改性,运用BET、SEM、NH3-TPD和FT-IR对催化剂进行表征,并对催化剂低温选择性催化还原(SCR)NO性能进行了研究。结果表明,N2、O2等离子体最佳改性时间分别为5 min与10 min,最佳反应温度为100℃,低温等离子体改性能明显提高ACF上NO转化率,且N2等离子体改性ACF催化效率高于O2等离子体改性ACF。     

低温等离子体改性芳纶1414的研究

对芳纶1414进行低温等离子体表面改性以改善其构成复合材料时的界面黏结性能。设计正交试验,得到低温等离子体处理芳纶1414的最佳条件为放电功率100 W,处理时间300 s,放电压强20 Pa。采用电子单纤维强力机、纤维摩擦因数测定仪、纤维接触角测量仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对改性前后的芳纶1414进行性能表征。结果表明:经过低温等离子体改性的芳纶1414的断裂强力较原样下降了6.3%,静摩擦因数上升了15.7%,表面接触角减小了36.8%,纤维表面出现微小均匀的凹槽,增大了比表面积,引入了自由基团,增大了表面反应活性,从而改善了与树脂基体复合时的黏结强度。     

介质阻挡放电等离子体防除冰实验研究

在无风环境下分别进行了交流介质阻挡放电（AC-DBD）、纳秒脉冲介质阻挡放电（NS-DBD）及射频介质阻挡放电（RF-DBD）等离子体除冰实验研究,采用高速成像技术与红外测温成像技术分别记录除冰过程中介质层表面相变及温度动态变化过程,对比分析了三者的优缺点及传热机理。结果表明,在功率相同的条件下,AC-DBD等离子体激励的温升迅速,加热范围广,除冰实验效果最佳;对于NS-DBD等离子体激励,低压高频的除冰性能明显优于高压低频;RF-DBD等离子体激励放电主要集中在电极条边缘,放电剧烈,但电极间的区域温度较低,导致整体除冰效果不佳。最后,选择除冰效果最好的AC-DBD等离子体激励,在结冰风洞中进行了防冰实验研究。结果表明,AC-DBD等离子体激励整体防冰效果较好,但在防冰过程中,前缘会出现局部结冰,需进一步优化激励器构型及能量,提高AC-DBD等离子体激励防冰效果。     

Argon low‐temperature plasma modification of chopped aramid fiber and its effect on paper performance of aramid sheets

Chopped aramid fiber was modified by an argon low‐temperature plasma treatment to enhance the interfacial strength of aramid paper. The water contact angle of the aramid fiber and the tensile strength, tearing strength, and evenness of the aramid sheets were investigated under different conditions, and the parameters of the argon low‐temperature plasma modification, like gas pressure, discharge power, and discharge time, were optimized. The chemical structure and surface morphology of the fiber after plasma modification were characterized by X‐ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, and scanning electron microscopy. The strengthening mechanism of aramid paper by low‐temperature plasma modification was also studied. It was found that the argon low‐temperature plasma treatment introduced some new polar groups onto the fiber surface and increased the fiber surface wettability and roughness. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45215.     

Wetting and adhesion behavior of armos fibers after dielectric barrier discharge plasma treatment

To investigate the influence of atmospheric plasma treatment on aramid fiber wetting and adhesion behavior, an air dielectric barrier discharge (DBD) was applied to the Armos aramid fiber surface at different discharge power densities. Dynamic contact angle analysis indicated that the total surface free energy was increased from 49.6 to 68.3 mJ/m 2 , an increment of 37.7%, whereas the single-fiber tensile strength testing showed that the mechanical properties of the Armos fibers were almost unaffected. With the enhancement of fiber surface wettability, the interlaminar shear strength, which was used to determine the interfacial adhesion in Armos-fiber-reinforced thermoplastic poly(phthalazinone ether sulfone ketone) composites, increased by 17.2% to 71.4 MPa. Scanning electron microscopy photos showed that the predominant failure mode of the composites changed from interface failure to matrix and/or fiber failure after the plasma treatment. Taken together, these results suggest that the air DBD plasma was an effective technique for improving the surface and interfacial performance of the Armos fibers without damaging their bulk properties. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

芳纶表面改性技术进展(一)——物理改性方法

简单介绍了芳纶Ⅱ、芳纶Ⅲ及Technora 3种对位芳纶,并对芳纶表面改性的物理方法进行了概述。综合论述了表面涂层技术、等离子体技术、超声波技术、γ-射线技术在芳纶表面改性过程中的应用过程、反应原理及改性效果。结合应用实践,对相关物理改性技术的应用进行了探讨和展望。     

芳纶表面化学改性技术研究现状

概述了芳纶表面化学改性的方法。从芳纶分子结构的特点出发,论述了芳纶表面化学刻蚀及化学接枝等化学改性技术的原理、特点和应用效果;详述了基于芳纶结构中苯环上的硝化还原反应、氯磺化反应和酰胺基上的水解反应、氢取代反应、金属化反应等的反应原理及应用效果。指出多种化学改性技术的交叉应用将成为芳纶表面化学改性的趋势。     

芳纶的发展现状及其表面改性研究进展

芳纶以密度小、高模量、高强度等多种优异性能被广泛应用,而纤维表面改性和功能化研究是实现其高附加值利用的基础.介绍了芳纶的发展历史和现状,总结了芳纶的分类和性质,并详细阐述了芳纶表面改性的主要方法以及最新研究成果,希望为后续的研究提供新的思路.     

等离子体处理对芳纶性能的影响

芳纶作为增强材料在复合材料中有广泛的应用,其界面性能是影响其复合材料界面粘结性能的重要因素。分别采用H2、空气低温等离子体对芳纶表面进行了处理。研究了等离子体表面改性后芳纶性能的变化。结果表明:经低温等离子体处理后纤维表面张力增大,由46.0mN·m-1增加到63.2mN·m-1;表面极性增强,极性分数由58.0%提高到69.9%,而纤维单丝断裂强度未有明显变化。     

芳香族聚酰胺纤维改性技术研究进展

芳纶纤维改性技术是当今的研究热点,分析了芳香族聚酰胺纤维目前存在的问题,比较了芳纶纤维的各种改性技术的进展,包括物理改性中的表面涂层技术、等离子体技术、超声浸渍改性技术、γ-射线改性技术,化学改性中的表面刻蚀技术改性、基于酰胺键的化学反应、基于苯环的反应以及功能改性法,并对我国芳纶纤维的工业发展前景做出了展望。