Technora纤维表面等离子体处理对其复合材料界面性能的影响

用扫描电子显微镜观察Technora纤维表面物理形貌并测量单丝纤维的拉伸强度以分析等离子体处理对纤维本体性能的影响,再用层间剪切强度和吸水率分别表征复合材料在室温干态和高温湿态下的界面性能,研究了等离子体处理对Technora纤维复合材料界面性能的影响。结果表明,用等离子体处理后纤维表面的物理形貌发生了显著变化,复合材料的层间剪切强度由未处理时的15.74 MPa提高到24.93 MPa,提高的幅度高达58.4%;同时,复合材料的吸水率下降而本体性能基本不受影响。上述结果表明,等离子体对Technora纤维的表面改性能有效地改善其复合材料的界面性能。     

自然纤维表面处理对自然纤维复合材料性能的影响

通过实验研究了以稻草为主要原料的自然纤维复合缓冲材料制作过程中,自然纤维表面处理对复合材料性能的影响.研究结果表明:将稻草纤维在温度为40～50℃,浓度为4%～6%的NaOH溶液中进行表面处理,制备的纤维复合材料具有最佳的力学性能.     

UHMWPE纤维表面处理及其复合材料性能

对超高分子量聚乙烯(U HMWPE) 纤维进行了铬酸液相氧化和上胶剂表面涂覆的复合表面处理, 并对U HMWPE 纤维表面处理前后与几种不同结构的环氧树脂基体制备的复合材料进行界面性能研究。结果表明: 树脂种类对复合材料界面性能略有影响, 但层间剪切强度都较低。对纤维进行单纯的液相氧化和表面涂覆均可以提高复合材料的界面性能, 但液相氧化处理时间过长会使纤维强度降低; 而液相氧化2涂覆的复合处理则具有协同效应, 在不降低纤维强度的同时大幅度提高复合材料的层间剪切强度, 是一种有效的表面处理方法。      

纤维表面处理对CF/PAA复合材料界面性能的影响

采用多结构形态倍半硅氧烷（VMS—SSO）涂层结合等离子活化纤维表面的方法对碳纤维（CF）改性,研究了纤维表面处理对碳纤维／聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响．结果表明,等离子活化前后纤维表面涂层处理使材料的ILSS分别提高25％和45％,在碳纤维与树脂之间引入了过渡层．等离子活化纤维在碳纤维与涂层间通过VMS-SSO引入了化学键连接．含活性官能团的多形态倍半硅氧烷涂层在等离子活化纤维前后处理碳纤维,都能提高复合材料的界面性能．但是效果不同．其原因是,碳纤维与树脂间相互作用的不同,前者主要是过渡层效应,后者在碳纤维与树脂间引入了化学键．     

碳纤维表面状态对其复合材料性能的影响

涂覆A、B两种不同上浆剂的国产碳纤维ZT700-A,ZT700-B以及日本东丽T700S,利用SEM,FTIR,XPS等仪器分析纤维表面形貌以及碳纤维表面的化学状态,测试了三种碳纤维复合材料的横向拉伸强度,用SEM观察其断面形貌。研究表明:国产碳纤维ZT700-B表面沟槽明显,羟基、羰基、羧基等活性官能团含量较高,物理和化学双重作用使ZT700B与环氧树脂界面粘接效果显著,复合材料的横向拉伸强度为42MPa,分别比ZT700-A和日本东丽T700S要高出83%和62%。     

纤维表面处理对C/C复合材料组织与性能的影响

采用CVI涂层和400℃空气氧化技术对炭纤维进行表面处理,借助偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)和弯曲性能测试研究了炭纤维表面处理对2D中间相沥青基炭/炭复合材料的组织结构与弯曲性能的影响.结果表明:两种表面处理的材料均具有韧性断裂特征,CVI涂层表面处理后材料的"假塑性效应"更为显著,但是其抗弯强度较低,基体炭的组织结构为具有光学活性的热解炭和中间相沥青炭的流线型、广域流线型组织,材料内部形成多层次的界面结构,在断裂破坏过程中,主要发生基体内聚破坏;400℃空气氧化表面处理的材料的基体炭的组织结构为中间相沥青炭的小域、广域流线型组织,材料在断裂破坏过程中,表现为混合破坏,即基体内聚破坏和界面粘结破坏同时发生.     

臭氧处理对石墨纤维复合材料性能的影响

为改善石墨纤维和氰酸酯树脂间的界面性能,利用臭氧处理技术对石墨纤维进行表面处理,并采用AFM、XPS和IR对处理前后的石墨纤维表面形貌和组成进行了分析,研究了臭氧处理对石墨纤维/氰酸酯复合材料层间剪切强度和弯曲强度的影响.实验结果表明:臭氧处理提高了碳纤维表面活性,从而改善了石墨纤维/氰酸酯复合材料的界面粘结性能,进而改善了复合材料的界面和力学性能.     

碳纤维表面状态对其复合材料界面性能的影响

为了研究上浆剂和湿热处理对复合材料微观界面性能的影响,通过单丝断裂实验测试去浆处理及湿热处理前后T300、T700SC、T800S碳纤维单丝/环氧树脂体系的界面剪切强度(IFSS),结合扫描电镜测试手段分析了纤维表面物理特性对IFSS的影响.结果表明:去浆及湿热处理均会引起三种单丝复合材料体系IFSS降低,断点形貌由X状向鞘状发生变化,但不同的单丝复合体系IFSS降幅以及断点形貌变化程度不同;去浆后,T700SC/环氧树脂体系IFSS降幅达70.67%,T300/环氧树脂体系仅下降6.05%;湿热处理72 h后,T300/环氧树脂体系IFSS下降幅度最小;湿热作用下,去浆后的单丝/环氧树脂体系IFSS的下降更为显著.     

碳纤维表面改性及对其复合材料性能的影响

采用γ射线辐照法、电化学聚合法改性碳纤维表面,研究了以三缩四乙二醇为接枝单体,在不同的辐照剂量下辐照处理碳纤维,以及电化学聚合衣康酸改性碳纤维。利用扫描电子显微镜、X光电子能谱仪、电子万能试验机研究了处理前后的碳纤维的表面形貌、复合材料的断面形貌、表面化学组成及复合材料层间剪切强度(ILSS)的变化。研究结果表明,2种处理方法都能有效提高碳纤维表面活性,与环氧树脂的浸润性提高,复合材料断面纤维拔出明显减少。在200kGy的辐照剂量下处理得到的碳纤维与环氧树脂复合材料的ILSS的提高幅度最大,达到31.2%。同时经电聚合处理后的碳纤维与环氧树脂复合材料的ILSS的提高幅度要大于经γ射线辐照处理后的试样,达到40%。     

表面处理对碳纤维及其复合材料性能的影响

用去离子水超声、浓硝酸浸泡、浓硝酸超声等对碳纤维进行表面处理,研究了表面处理对碳纤维的微结构、表面化学组成、相结构、复丝拉伸强度、以及改性碳纤维增强环氧树脂复合材料的结构和力学性能的影响。结果表明:硝酸氧化和超声处理对碳纤维表面进行了有效改性,其中硝酸处理使碳纤维表面粗糙度和含氧官能团数量显著增大,超声处理使碳纤维获得良好的分散性并使碳纤维比表面积和含氧官能团增加。硝酸氧化与超声空化相结合强化了碳纤维表面的氧化和刻蚀作用,从而增强了碳纤维与树脂基体界面之间的"机械锚定"和化学键合作用,使碳纤维与树脂之间的界面结合强度得以有效提高,从而显著提高了复合材料的力学性能。     

单向竹原纤维表面改性对其增强不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响

采用碱处理、碱-偶联剂联合处理对竹原纤维进行表面改性,通过缝合-模压工艺制备了单向连续竹原纤维/不饱和聚酯树脂(BF/UP)复合材料。研究了不同表面改性方法对BF/UP复合材料静态、动态力学性能、吸水性能等的影响,并用SEM、红外光谱等技术研究了改性处理后纤维的表面及复合材料界面结合情况。结果表明:经过不同表面处理后BF/UP复合材料的性能均有所改善。当采用5wt%碱-3wt%偶联剂联合处理时,BF/UP复合材料综合性能最优,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、剪切强度较未处理的分别提高了34.29%、15.95%、11.26%、29.39%;复合材料存储模量(33℃)较未处理的提高了63.80%,损耗因子有所降低;BF/UP复合材料24h、720h吸水率较未处理的分别减小了55.35%、27.32%。SEM和红外光谱结果表明,改性处理后竹原纤维表面杂质减少,附着了一层偶联剂膜,BF/UP复合材料中纤维与树脂之间的界面结合更好。     

表面改性对不锈钢纤维／HDPE复合材料性能的影响

研究了不锈钢纤维含量对ＨＤＰＥ和ＡＢＳ基复合材料的影响，实验结果发现，用脂肪酸类表面处理剂ＺＨＸ和表面活性化剂ＨＺ处理不锈钢纤维后，可明显改善钢纤维与ＨＤＰＥ基体的“湿润”状态，使复合材料的导电性提高１个多数量级，缺口冲击经度增加３５％左右，并使复合体系的流动性明显提高。     

纤维表面改性对PLA/Flax复合材料性能的影响

目的研究纤维表面改性对复合材料结晶、热稳定性、动态力学性能、尺寸稳定性、吸水率等的影响。方法采用碱、碱+马来酸酐、碱+KH550这3种处理方法对纤维表面进行改性,通过熔融挤出与聚乳酸(PLA)混合制备聚乳酸/亚麻纤维(PLA/Flax)复合材料。结果亚麻纤维经表面改性后使PLA更容易发生冷结晶,结晶结构更加致密、完善,PLA/Flax尺寸稳定性优于PLA。纤维的加入提高了PLA的吸水率,但热稳定性能有所降低。纤维表面改性降低了PLA/Flax的储能模量。结论碱+KH550处理纤维与PLA共混所得复合材料的结晶性、尺寸稳定性最佳,为高性能PLA/Flax复合材料的制备提供了一定的实验及理论依据。     

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。     

激光表面处理对金属基复合材料耐蚀性能的影响

综述了国内外有关激光表面处理改善金属基复合材料耐蚀性的研究现状,从激光表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆等几个方面论述了激光表面处理对金属基复合材料耐蚀行为的影响规律和特点,并讨论了激光参数对金属基复合材料表面处理的影响.研究结果表明,激光表面熔凝可能导致某些金属间化合物和部分增强体分解,减少在复合材料组织中形成原电池从而加速材料腐蚀的机会;激光表面合金化是用激光将涂覆在复合材料表面少量的合金元素熔化,在快冷后形成不同于基体的耐蚀性较高的合金化表面层;激光表面熔覆则是在基体表面形成一层较厚的涂覆合金层,表面的合金层将基体与腐蚀介质隔绝开,从而提高材料的耐蚀性.利用激光表面处理改善金属基复合材料的耐蚀性是一种较为有效的方法.     

TDI改性苎麻纤维增强PE复合材料的性能

以苎麻原麻、纱线、苎麻粗绳、苎麻布为原料,用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)进行接枝改性,然后制备出不同苎麻纤维与树脂PE的复合材料。采用扫描电镜(SEM)、电子万能拉伸试验机等分析测试手段对复合材料力学性能和断口进行了测试分析。结果表明:苎麻纤维经过TDI接枝改性后,其复合材料界面性能明显改善。接枝后原麻/PE复合材料复合拉伸性能略有下降,而苎麻绳和苎麻布/PE复合材料拉伸性能明显提高。     

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。     

氧气等离子体处理对芳砜纶纤维表面性能的影响

用等离子体在氧气环境对芳砜纶(PSA)纤维进行表面改性。分析纤维改性前后断裂强度、摩擦性能和润湿性能的变化。用场发射扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析纤维表面的形貌和化学元素变化。结果表明,等离子处理后的芳砜纶纤维,断裂强度变化较小,摩擦性能增强,润湿性能有大幅度提高;纤维表面随处理时间延长粗糙度增加,纤维表面碳元素含量下降、氧元素含量增加,纤维表面极性基团增加。     

玻璃纤维表面化学处理对其浸润性能的影响

本文应用单丝接触角测定仪测定了不同偶联剂处理的玻璃纤维临界表面张力。结果表明:由于固体临界表面张力是描述固体表面性质的物化数据,因此它仅与表面复盖物的性质有关,而与内部的玻璃纤维的成份无关。不同偶联剂处理的玻璃纤维具有不同的表面张力,依次为7114>KH550>A151。沉积在玻璃纤维表面的偶联剂各级分对浸润性能的贡献是不相同的。