等离子体表面处理在有机高分子材料中的应用研究

等离子体处理技术已经广泛的应用于各种表面处理领域,但在碳纤维树脂复合材料表面处理方面研究却很少。文中介绍了等离子体处理技术在高分子有机材料方面的应用现状,以及处理后材料表面润湿性、表面形貌、化学成分和粘结性等方面的影响。研究分析等离子体处理技术在碳纤维复合材料上的应用前景。     

电场诱导碳纳米管在聚合物中定向有序排列的研究进展

碳纳米管特殊的结构和优异的性能使之成为复合材料增强的首选填料,综述了电场条件下碳纳米管在聚合物中有序排列的研究进展。分析了电场类型、碳纳米管表面官能化、加电时间、碳纳米管尺寸和含量等因素对电场诱导碳纳米管有序排列的影响,讨论了定向有序排列的碳纳米管对复合材料的力学、电学和热学等性能的影响,分析了碳纳米管定向排列机理以及碳纳米管定向程度的表征方法。     

碳纳米管定向排列增强碳纤维/环氧树脂复合材料制备及力学性能

采用高频电场诱导法制备了碳纳米管定向有序填充的碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了电场频率对复合材料力学性能的影响规律,对复合材料的显微形貌进行观察。结果表明:在富树脂区碳纳米管沿着电场方向存在明显的有序排列现象;高频电场诱导后复合材料的层间剪切强度最大提高28.9%,压缩强度提高28.83%,弯曲强度提升15.01%,断口粗糙度增加,树脂与碳纤维的界面结合状态改善。     

电场诱导多壁碳纳米管有序排列对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料性能的影响

采用交流（AC）电场诱导法制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）均匀分散且定向有序排列的MWCNTs/环氧树脂复合材料。采用SEM、偏振拉曼光谱等研究了电场强度、MWCNTs含量、加电时间及温度（黏度）等因素对MWCNTs定向排列的影响,讨论了MWCNTs有序排列对MWCNTs/环氧树脂复合材料电学和力学性能的影响。结果表明：MWCNTs沿电场方向有序排列;MWCNTs/环氧树脂复合材料施加AC电场后的拉曼强度明显高于未施加电场的情况;当MWCNTs含量从0wt%增加到0.025wt%时,MWCNTs/环氧树脂复合材料导电率从2.3×10^-12 S/cm增加到1.3×10^-8 S/cm,增加了约4个数量级;MWCNTs含量为2.5wt%时,MWCNTs/环氧树脂复合材料拉伸强度提高了26.3%。     

低温空气等离子体处理对铝合金表面粘接性能的影响

为了提高铝合金与高分子材料之间粘接强度,采用低温空气等离子体预处理技术,对5083型铝合金表面进行活化处理。对铝合金表面的显微形貌、接触角、表面能、化学元素的成分及价态等理化性能进行了分析,对铝合金与环氧树脂的粘接性能进行了测试。结果表明:低温等离子体处理后铝合金表面的活性显著增加,水接触角由88.7°最低降至10.1°,表面能由19.21 mJ/m~2增加到74.04 mJ/m~2,表面氧元素含量明显增加,显微形貌及粗糙度未发生明显改变。铝合金板粘接后的拉剪强度随处理时间增加而增加,最高值达到12.4 MPa,较处理前提高了约4倍,表面氧元素的含量及活性增加是树脂与铝合金粘接性能提升的重要因素。