用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性

用常压空气介质阻挡放电等离子体在PBO纤维表面接枝聚氨酯,研究了上浆剂对接枝反应的影响。对接枝改性后的PBO纤维的XPS分析结果表明,等离子体接枝聚氨酯改性使PBO纤维表面的化学组成发生了很大的变化。与DBD单独处理相比,接枝改性后的PBO纤维出现了更多的羧基,其提高值为64%~189%(不含上浆剂时)、102%~184%(含上浆剂时),为其与其它材料之间的化学键合提供了条件。接枝反应不受上浆剂的影响,等离子体接枝反应破坏了表面PBO分子的噁唑环。通过ATR-FTIR发现,带上浆剂的PBO纤维接枝前后噁唑环的特征峰没有变化,因此在近表面尺度的PBO分子没有破坏的依据;而在不含上浆剂的接枝改性PBO纤维上能检测到噁唑环的破坏,表明上浆剂能阻止等离子体对纤维近表面层的破坏。     

PBO纤维表面改性研究进展

综述了目前PBO纤维的表面改性方法,主要包括等离子体处理、表面化学处理、辐射处理、偶联剂处理以及共聚改性的研究进展。分析了各种改性方法的原理并指出各种改性方法的优势及存在的问题。展望了PBO纤维增强复合材料的应用前景,指出今后纤维表面改性仍是PBO纤维增强树脂复合材料的研究重点。     

氧气DBD等离子体处理PBO纤维表面及其对双马树脂基复合材料界面性能的影响

采用氧气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理PBO纤维表面,用以改善PBO纤维与双马来酰亚胺(BMI)树脂之间的界面粘结性能。结果表明,用氧气等离子体处理PBO纤维能大幅度提高PBO/BMI复合材料的层间剪切强度(ILSS)值,最佳处理条件为功率30 W/m³、时间24 s,ILSS值从43.9 MPa提高到62.0 MPa。经过氧气DBD等离子体处理的PBO纤维其表面的氧含量明显提高,氮含量变化不大,甚至在过度处理时降低;官能团-O-C=O基团的含量从0提高到3.16%,-C-O-的含量也明显提高;在氧气DBD等离子体处理后的PBO纤维表面产生大量凹凸不平和沟壑,使纤维表面的粗糙度提高。而表面氧含量的提高和表面形貌与粗糙度的变化,是PBO/BMI复合材料ILSS值提高的重要原因。单丝拉伸实验结果表明,适当的DBD等离子体处理不会对PBO纤维表面产生不良影响,不影响其在复合材料中的作用。     

PBO纤维表面等离子体接枝改性研究

采用等离子体接枝改性方法对PBO纤维表面进行改性研究，利用AFM分析改性前后纤维表面的形貌变化，测试了改性前后纤维表面浸润性变化，并采用Microbond方法表征了纤维与树脂基体的界面IFSS。结果表明：等离子体接枝后纤维表面引入了活性基团，纤维浸润性改善；在100W、10min接枝条件下IFSS提高了75％。     

PBO纤维的合成及表面改性研究进展

本文介绍了聚对苯撑苯并双啄唑（PBO）纤维的合成方法和目前常见的PBO纤维的表面改性方法,如化学试剂处理、偶联剂处理、等离子体处理、辐射处理、电晕处理、酶处理等表面改性技术的研究进展。     

PBO纤维改性技术研究进展

聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维以其优异的特性引起人们广泛的关注,但由于PBO纤维的表面光滑,且化学性质稳定,不易于树脂基体结合,严重影响PBO纤维复合材料的性能。本文简述了PBO纤维的结构与性能。综述了PBO纤维表面改性的方法,包括共聚处理法、纳米粒子处理法、化学处理法和物理处理法。     

电晕处理对高性能PBO纤维的表面性能及其界面粘接性能的影响

对高性能PBO纤维表面进行了电晕处理,优化了其处理工艺。用XPS,FT-IR和SEM研究了处理前后纤维表面化学结构及物理结构的变化,通过单丝拔出试验和短梁剪切试验评价了PBO纤维与树脂基体的微宏观界面粘接性能。结果表明:经电晕处理后,PBO纤维表面含氧量增多,表面浸润性得到改善,单丝拔出的PBO-环氧界面剪切强度(IFSS)提高了25.6 ％,但短梁剪切强度(ILSS)的提高不明显。     

PBO纤维常压低温等离子体处理可行性分析

PBO纤维是具有比强度、比模量、耐热性和阻燃性等超级性能的新型高科技纤维,可用作先进复合材料的增强材料,但因其与树脂之间的界面粘接性能差需要对其表面改性.低温等离子体是一种表面改性新技术,它是通过在纤维表面产生刻蚀、交联或引入官能团等而改善纤维表面的粘接等性能.本文简述了PBO纤维的结构、性能、在复合材料中的用途和对PBO纤维的表面改性方法.在实验基础上,笔者对PBO纤维运用自行研制的常压低温等离子体设备在线连续化表面改性做了可行性分析.     

表面冷等离子体改性对纤维抗拉强度的影响

碳纤维和芳纶纤维表面冷等离子体改性的效果甚佳,抗拉强度得到显著的提高。本文还讨论了不同冷等离子体气氛及处理时间对纤维抗拉强度的影响,并提出抗拉强度提高的可能机理。      

表面冷等离子体改性对纤维抗拉强度的影响

碳纤维和芳纶纤维表面冷等离子体改性的效果甚佳,抗拉强度得到显著的提高。本文还讨论了不同冷等离子体气氛及处理时间对纤维抗拉强度的影响,并提出抗拉强度提高的可能机理。     

氩气低温等离子体处理对PBO纤维的表面改性

采用低温等离子体表面处理技术对聚苯撑苯并二口恶唑(PBO)纤维表面进行改性.选用氩气作为处理气氛,研究了气压、功率和处理时间等参数对纤维表面性质的影响.采用FT-IR和SEM等方法对处理前后纤维表面化学结构及形态结构进行了表征,并通过单丝拔出试验测定了改性前后PBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度(IFSS),对纤维与树脂的界面粘结性进行了初步评价.同时,采用液滴形状法对纤维表面亲水性进行了表征.通过研究发现,经低温氩气等离子处理后,PBO纤维表面亲水性增强,PBO纤维/环氧树脂的IFSS较未处理样品提高了42%.     

等离子体处理PET纤维表面形态结构的研究

用广角Ｘ射线衍射仪（ＷＡＸＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）研究了经不同等离子体条件处理的ＰＥＴ纤维表面形态结构的变化。结果表明，随着功率增大、时间增长和压力增大，等离子对ＰＥＴ纤维刻蚀逐步加深，刻蚀作用由非晶区向晶区发展，结晶度亦随之增大，不同气体对ＰＥＴ纤维的刻蚀作用依次为氧气＞空气≈氩气＞氮气。     

碳纤维表面的电聚合改性研究

本文用循环伏安法,测定了几种烯类单体水溶液体系在碳纤维表面的伏-安曲线,选出了各自相应的最佳聚合电位。以碳纤维为电极,在最佳电位下,进行了上述溶液体系的间断法和连续法电聚合作业。使用扫描电镜,对碳纤维表面电聚合涂层的形貌、厚度进了研究。测定了经电聚合处理后的碳纤维的单丝拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率的变化。用上述方法处理过的碳纤维/环氧树脂基复合材料,层剪强度有了大幅度提高,冲击强度也有了明显改善。      

PBO纤维表面超声化学处理工艺及作用机理

研究了多聚磷酸无水乙醇溶液和超声波附加作用处理聚对苯撑苯并双口恶唑(PBO)纤维表面的工艺。利用扫描电镜和纤维电子强力仪等评价了表面处理后PBO纤维的表面形貌、拉伸强度以及与环氧树脂的界面结合性能等,探讨了PBO纤维超声化学表面作用机理。结果表明,当多聚磷酸与无水乙醇体积比为1∶1、超声设备功率54W、反应时间4min时,PBO纤维的表面处理均匀,与原丝相比,单丝拉伸强度只降低了5.7%,而单丝拔出强度则提高了67.2%。超声波的空化作用导致溶液中多聚磷酸分子分散均匀性提高、羟基自由基含量增加,以及纤维表面粗糙度提高,是PBO纤维表面处理质量改善的主要原因。     

低温空气等离子体改性PDMS的研究

为了改善聚二甲基硅氧烷（PDMS）的亲水性和稳定其电渗性能,采用空气微波等离子体在低温条件下对其表面进行改性。利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）及静态接触角对处理前后的PDMS进行分析。经空气微波等离子体处理3min后,PDMS的亲水性得到极大的改善,水在其表面的接触角接近零度。XPS结果表明：处理后PDMS表面形成SiOx薄层;AFM显示空气等离子体处理对PDMS的表面没有损伤。与文献报道的高、中真空氧等离子体处理方法相比,亲水效果基本一致,却大幅度降低了对设备真空系统的要求,并缩短了操作时间,节约了成本。最佳处理条件为：微波为100W,腔体内气压为1.0kPa,空气的流量为20sccm（1sccm=1cm3·min^-1）,时间3min。     

用Weibull 方法评价化学介质对PBO 纤维统计强度的影响

以Weibull 统计模型和最弱连接理论为基础, 研究了经6 种化学介质处理的5 cm 长PBO 单纤维的统计强度及强度分布, 并与未经处理的PBO 纤维比较。用SEM 对纤维表面进行了观察, 分析了其强度变化的原因。结果表明, 酸性介质对PBO 纤维强度及强度分散性影响较大, 且盐酸和硫酸对纤维的破坏有不同的机理。