冷等离子体处理对涤纶纤维表面性能的影响

采用冷等离子体技术处理涂纶纤维,利用ESCA分析了冷等离子体处理前后的纤维表面元素组成,官能团类型的变化,通过比较处理前后浸润性,涂纶纤维／环氧复合材料的层间剪切强度,研究了冷等离子处理对涤纶纤维表面性质的影响,结果表明：绦纶纤维经冷等离子处理后表面含氧的极性基团增加,纤维表面的浸润性显著改善,涤纶纤维／环氧复合材料界面性能增强。     

PBO纤维表面空气冷等离子体改性

采用等离子体处理方法对PBO(聚对苯撑苯并二 口 恶 唑)纤维表面进行改性。用XPS和AFM测试分析等离子处理时间对PBO纤维表面组成和表面形貌的影响规律;首次采用浸润性测试和IR测试分析等离子体处理前后纤维浸润性和表面官能团的变化。用Microbond测试方法表征了纤维与树脂基体的界面剪切强度,并用SEM观察微复合材料破坏形貌。结果表明:等离子体处理后纤维浸润性得到改善,纤维表面苯环上引入了很多羟基。等离子体处理最佳条件下(170 W,10 min),纤维表面粗糙度最大,纤维表面O元素含量最大, O/C比率提高了50.5 %, IFSS值提高了64.7 %。     

石墨纤维阳极氧化表面处理的研究

本文研究了PAN基石墨纤维在四种铵盐电解液中阳极氧化表面处理的工艺条件.用SEM和XPS技术分析了处理前后纤维表面形态的变化,通过复合材料的层间剪切强度(ILSS)对表面处理前后石墨纤维与环氧树脂之间界面粘结强度的改善进行了评价.     

Spectra纤维的气态等离子体表面处理

一、研究背景 Spectra 900和Spectra 1000是由Allicd-Signal公司纤维部开发的两种高强纤维。它们是由高度取向的聚乙烯制成的,具有优越的性能:密度低,比模量和比强度高,化学稳定性好,吸湿性低。其低密度和极佳的化学稳定性是其烃链所固有的,然而,这种化学稳定性削弱了它与大多数基体树脂的界面结合能力,致使复合材料的剪切性能差,从而妨碍了Spectra纤维在负载和结构元件上的应用。表1列出了Spectra纤维、芳酰胺纤维、     

碳纤维表面冷等离子体连续化处理

冷等离子体(O₂)连续处理碳纤维表面,能使复合材料层间剪切强度从600公斤/厘米2左右提高到1000公斤/厘米2左右,所以能得到比较好的处理效果是由四方面因素促成的:其一表面的—COOH、—C—OH和>C=0等含氧基团量的增加,提高了与基体反应能力;其二表面组份变化,改善了表面的浸润性,使对水的接触角由75℃降为61℃;其三碳纤维表面经等离子体刻蚀之后,沟槽加深,粗糙度变大,扩大了粘结界面和机械联结效应;其四这种处理方法纤维本身强度损失较少。由材料破坏断口电镜分析表明,纤维与基体之间没有脱粘和拔出现象产生,证明纤维与基体间界面粘结是良好的。另外此种处理方法工艺简单,费用低,处理过程没有公害物产生,故工业应用前景较大。      

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。     

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。     

超高分子量聚乙烯纤维的等离子体表面处理

本文采用低温等离子体对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理,以改善其与环氧树脂的粘接性能,为进一步研制高性能轻型复合材料提供科学依据。实验结果表明处理后的纤维表面能大大提高,使环氧树脂能良好地浸润纤维;纤维与环氧树脂间粘接强度可提高近5—10倍。本文进一步分析了粘接性能改善的原因,并对粘接强度做出贡献的各种作用进行了综合的定量分析。     

阳极氧化表面处理对碳纤维性能的影响

通过对国产PAN基碳纤维和沥青基碳纤维阳极氧化处理,得到了两种纤维的性能(σ_f,Cox/Cgr,表面形态)随阳极氧化处理条件变化的关系.实验结果表明,阳极氧化能较大地增加碳纤维表面的化学活性和物理活性.碳纤维经阳极氧化后,表面形成①—C—OH,②—C—OH=O,—O—C—O—,③—C=O,④R—CO₃—四种类型的含氧官能团,随阳极电位的升高,表面含氧官能团含量增加.阳极处理后的碳纤维,在其表面形成了微细缺陷,缺陷的形状因纤维的种类不同而不同.阳极电位是影响碳纤维性能最关键的电极参数.     

中间相沥青基石墨纤维的微观结构

本文用透射电镜、X 射线衍射分析等方法观察和分析了辐射状中间相沥青基石墨纤维的显微结构。结果表明,中间相沥青基石墨纤维中同时存在着有序石墨和乱层石墨两种相。在有序石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较高,且在纵向沿纤维轴高度择优取向,在横向则基本上沿径向排列。有序石墨微晶一般呈略有弯曲的片状,并具有分枝结构,微晶在纵向沿纤维轴交错排列,而在横向则沿径向从芯部向表层不断延伸、分叉和交织。在乱层石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较差,且沿纤维轴的择优取向程度较低。乱层石墨相一般镶嵌在有序石墨微晶之间。此外,在某些地方还存在着严重的晶格畸变。     

用气相氧化法对碳纤维进行表面处理

碳纤维的表面处理方法很多。我们选择了行之有效的气相氧化法。实验结果表明,碳纤维经气相氧化处理后,不仅可使复合材料的层间剪切强度提高36—56%,而且也可使碳纤维本身的抗拉强度提高11—31%。所以,本法效果显著,可与碳纤维生产线相配套。      

表面氧化处理对炭纤维及炭／炭复合材料力学性能的影响

采用硝酸表面氧化法，对炭纤维进行表面氧化处理，考察了不同的氧化处理时间、温度和浓度对炭纤维及其炭纤维增强复合材料力学性能的影响，提出适宜的表面氧化处理条件是低温（室温）、浓酸（５０％～６５％），短时间（１５ｍｉｎ～６０ｍｉｎ）。     

气相处理对碳纤维表面及其复合材料性能的影响

本文对气相表面处理碳纤维的新工艺进行了系统研究。处理后的碳纤维强度、模量不下降,且其表面能、表面化学官能团含量明显增加;表面微晶结构变小,与环氧树脂复合后,层间剪切强度(LLSS)提高47%左右。本文还对复合材料断口的形态结构进行了分析,说明这种表面处理方法能有效改善碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)的界面粘结。     

高频加热装置连续化制备石墨纤维的研究

采用高频感应快速加热法，配以专门设计的石英管反应器，制成了连续生产石墨纤维的全套装置，能满足生产石墨纤维的各种工艺参数，例如温度2800℃以上。升温时间2s，走丝速度400m/h，停留时间10s。此法可生产出优质的石墨纤维，其力学性能达到了日本东丽公司M40产品的水平。它与传统的石墨化电炉相比，有投资少、能耗低、升温快、温度均匀、成本低的优点，具有广阔的应用前景。     

用扫描隧道显微镜对材料进行表面修饰的研究

扫描隧道显微镜(STM)是对材料表面进行表面修饰(surface modification)和表面原子操纵(atomcraft)的重要工具。为了了解其机理,选择了场蒸发阈值从大到小有代表性的钨、铂、金、铜做针尖,扫描过程中在针尖与石墨表面之间施加针尖为正的脉冲电压,获得了一些新现象,并对实验结果作了比较,从而在一定程度上确定了脉冲制STM表面修饰实验中针尖与样品之间电场的重要作用。     

纤维表面状态对复合材料固化过程的影响

本文是研究不同表面状态的纤维对“sb-1” 基体体系固化过程的影响,我们采用扭辫分析(TBA)技术研究了玻纤、碳纤维以及经冷等离子体处理过的碳纤维对固化过程的影响。并得到了三T(温度-时间-转变)状态图,固化过程两个转变温度(Tgg,Tg∞)以及固化反应的动力学参数,这些结果为复合材料复合工艺制订提供了科学根据。