环境湿度对常压等离子体处理拒水纤维效果的影响

针对常压等离子体处理过程中水分存在的问题,在空气相对湿度分别为5%、65%和95%时,对超高模量聚乙烯进行常压等离子体处理,测定处理前后纤维的静态接触角以及纤维与树脂间的层间剪切强度,采用原子力显微镜和X射线光电子能谱探测纤维表面的变化。结果表明,处理后纤维表面粗糙度、含氧基团和纤维与树脂间的层间剪切强度增加,静态接触角减小,纤维强度不变。随着环境湿度的增加,纤维静态接触角的减少和纤维与树脂间的层间剪切强度的增加不明显,从而说明在常压等离子体处理拒水性纤维的过程中,空气中的水分有助于提高其处理效果,但不显著。     

回潮率对常压等离子体处理效果的影响

针对常压等离子体处理过程中存在水分的问题,研究回潮率对常压等离子体处理芳纶效果的影响。回潮率分别为0.5%、3.5%和5.5%的3种芳纶经常压等离子处理后,测定其动态接触角以及纤维与树脂间的层间剪切强度,采用原子力显微镜和X射线光电子能谱探测纤维表面发生的物理和化学变化。结果表明,随纤维回潮率的增加,处理后纤维的前进角和后退角减小,而纤维与树脂间的层间剪切强度、纤维表面的粗糙度以及极性基团增加,从而证明了纤维中水分的存在有助于常压等离子体改善芳纶的表面性能。     

常压等离子体射流对PBO纤维表面改性

采用常压等离子体射流(APPJ)在不同处理时阃和功率下对聚对苯撑苯并二噁唑(PBO))纤维进行表面改性,以提高其与环氧树脂基体间的界面粘结性能.通过SEM、XPS和静态接触角测试对处理前后纤维的表面形态、元素组成和表面浸润性能进行分析与表征,并采用Micro-bond测试方法测量纤维/环氧问界面剪切强度IFSS,利用单纤维拉伸测试评价等离子体处理对纤维力学性能的损伤.结果表明:PBO纤维经APPJ处理后,表面浸润性能得到改善,IFSS提高了27.85%～130.96%,而纤维强力损伤很小.     

应用1-辛烯涂层与常压等离子体处理的苎麻纤维疏水性能改性

为提高苎麻纤维与聚丙烯（PP）之间的界面相容性,采用1-辛烯涂层结合常压等离子体射流(APPJ)技术对苎麻纤维表面进行疏水性改性,并研究了改变 2 种方法的处理顺序对改性效果的影响。通过改性前后苎麻纤维的表面形态、润湿性、表面化学成分及苎麻/PP界面剪切强度的变化分析改性效果。实验结果显示,经等离子体处理后再进行1-辛烯涂层处理的苎麻纤维表面的C元素含量提高最明显,且该组苎麻纤维/PP界面剪切强度与未处理组相比提高了近40.0%,而改变处理顺序后得到的苎麻纤维与PP的界面剪切强度仅提高了18.2%。     

等离子体处理后超高模量聚乙烯的老化

主要研究了经常压等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维在恒温恒湿条件下的老化.测试老化时间分别为0、7、14和30 d时试样的层间剪切力、表面形态以及接触角.经等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维的层间剪切力比未处理纤维高3～4倍.14 d后纤维层间剪切力明显降低,到30 d时,降至接近未处理纤维的层间剪切力.等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维的接触角由128°降至73°.14 d后纤维接触角有明显增大,但始终高于未处理纤维的接触角.等离子体处理后,纤维的表面没有明显的刻蚀或粗糙现象.     

常压氩等离子体改善超高分子量聚乙烯纤维的界面性能

 改变低温常压氩等离子体处理条件,考察处理后超高分子量聚乙烯纤维束强度与环氧树脂层间剪切应力与各变化因子的关系曲线,通过比较性能的变化,研究氩等离子体处理条件对纤维界面性能的影响。观察处理后纤维束纵向的微观结构,测试用最优化工艺参数处理的纤维束制成的纤维增强复合材料的单向性能,进一步论述等离子体处理对纤维束黏合性能的影响。     

氧等离子体改性对聚酰亚胺纤维表面性能的影响

为增强聚酰亚胺纤维的界面黏附性能,采用氧等离子体技术对聚酰亚胺纤维进行不同时间的改性处理,借助X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、接触角表面性能测定仪,以及单纤维碎裂法等分析改性处理对聚酰亚胺纤维表面性能的影响。结果表明:在气压为10 Pa,功率为100 W的工艺条件下,采用氧等离子体处理4 min时聚酰亚胺纤维表面改性效果最佳;与原丝相比,此时纤维表面O与C元素含量比增加了108%,含氧基团C—O、C=O的含量分别由7.6%、10.3%增加到20.4%、19.2%;纤维表面产生均匀致密的微裂缝,其与树脂间界面剪切强度由29.88 MPa增加到46.13 MPa,增强率达54%;聚酰亚胺纤维与水的接触角从110°左右减小至55°以下,由疏水表面变为亲水表面。     

Henequen纤维/PHBV树脂可生物降解复合材料界面粘结性能的研究

本文通过对Henequen纤维表面形态进行改性 ,探讨了提高Henequen纤维与聚羟基丁酸 /戊酸酯 (PH BV)树脂复合材料界面剪切强度的方法。采用氢氧化钠溶液处理纤维和稀PHBV溶液预浸纤维 ,增加纤维的表面积和湿润性以增强纤维与基质间的物理化学作用。Henequen纤维 /PHBV复合材料界面剪切强度的大小用微粘结法 (microbond)测试 ,结果表明纤维经碱处理后再预浸处理可使界面剪切强度从未处理情况下的 5 .0 5MPa提高到 9.5 5MPa,增加了 89%。     

常压等离子射流处理对不同含水率芳纶纤维表面化学成分的影响

本文研究了常压等离子射流处理对不同含水率芳纶纤维表面化学成分的影响。以氦气和氧气分别为载气和反应气体,使用常压等离子射流处理含水率分别为0．5％、4．5％和5．5％三种芳纶纤维,利用X射线光电子能谱仪分析等离子体处理前后纤维化学成分的变化。结果表明,经过常压等离子射流处理后,芳纶纤维表面极性基团有了明显的增加,含水率越高,纤维表面极性基团增加越明显。     

国内简讯

碳纤维等离子体表面处理技术研究通过鉴定 1995年1月23日上海市科委主持召开了《碳纤维等离于体表面处理技术研究》鉴定会。该项目为上海市科委启明星项目,由上海市纺织科学研究院承担,通过采用介质阻挡放电产生的低温等离于体对碳纤维进行表面处理,改善了碳纤维表面性能,提高碳纤维与树脂的粘结性能。代表们听取了课题组的工作和技术研究报告,经讨论后一致认为:碳纤维等离子处理技术属国际热门研究课题,上海纺研院承担的该项目资料齐全、数据完整。经等离子体处理后的碳纤维提高了抗拉强度以及与树脂的结合能力,从而提高碳纤维增强树脂基复合材料的层间剪切强度。该处理技术的工艺简单、时间短、效果显著,属国内首创,具有很高的应用价值和学术水平,一致通过鉴定。     

无氟自清洁功能型羊毛/羊绒混纺织物的研发

为提高羊毛/羊绒(60/40)织物自清洁能力,降低织物因清洗而造成毡缩变形等不良影响,采用常压等离子体对羊毛/羊绒混纺织物表面进行预处理,再使用微纳米级乙酰丙酮锆及聚二甲基硅氧烷自制无氟环保型毛织物拒水剂对织物进行静电喷雾疏水处理。通过分析织物等离子体处理前后静态接触角变化及红外测试结果,发现最佳等离子体处理参数以及对织物毡缩性能的影响。比较等离子体处理前后及等离子体预处理再进行疏水整理织物的外貌形态、静态接触角、透湿透气性、防紫外线性能差异。结果表明:羊毛/羊绒织物经等离子体预处理再进行静电喷涂具有优异的疏水性能,静态接触角提高至152°,达到超疏水临界值,织物透湿透气性仅分别降低2.98%、1.65%,毡缩性下降4.61%,此外,该方法辅助提高了织物14.14%的紫外线防护系数。     

Evaluation of some of the physical properties of atmospheric plasma treated polypropylene fabric

In this study, atmospheric pressure plasma (APP) treatment was applied to polypropylene (PP) fabric with non‐polymerizing gases, such as air, argon, and nitrogen. Properties of the APP‐treated samples including low‐stress mechanical behavior, air permeability, water vapor permeability, and thermal characteristics were evaluated. Tensile and friction coefficient of the specimens were also measured. The changes in these properties are believed to be closely related to the inter‐fiber and inter‐yarn frictional force induced by the APP. The decrease in the air permeability of the APP‐treated PP fabric was probably because of the plasma action effect on change in fabric surface morphology, which was confirmed by scanning electron microscopy micrographs. The change in the thermal properties of the APP‐treated PP fabric was in good agreement with the earlier findings and can be attributed to the amount of air trapped between the yarns and fibers. This study suggests that the APP treatment can influence the final properties of the PP fabric, and also provides information for developing APP‐treated PP fabric for industrial use.     

常压等离子体处理对锦纶6纤维性能的影响

针对等离子体处理改善纤维材料性能的问题,通过显微镜表征染料在纤维横截面的扩散,探索常压等离子射流处理对锦纶6纤维性能的影响。采用DCA322动态接触角仪测得纤维的前进角和后退角分别降低10°～20°和20°～30°。通过普通、荧光和激光扫描共焦3种显微镜观察发现,染料在纤维横截面的扩散增加,从而证明常压等离子体射流处理改善了锦纶6纤维的吸湿和染色性能。扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析结果表明,常压等离子体射流处理使纤维表面变得粗糙,并在纤维表面引入极性基团,有利于纤维吸湿和染色性能的提高。     

丝织物的大气压等离子体液相沉积处理

为提高丝织物表面的拒水、拒油性能,较好的控制沉积涂层的质量,将等离子体与液态沉积液结合,采用介质阻挡放电装置,利用高频高压电源在大气压下通入惰性气体氦（He）产生辉光放电等离子体,通过超声喷嘴将液相单体雾化并喷射入等离子体区域,使之在处理物表面上进行等离子体沉积聚合。应用此工艺对丝织物处理,将全氟庚烷单体经过超声雾化,注入大气压辉光放电区域中,实现了在丝织物表面沉积拒水性涂层。通过SEM观察和ATR-FTIR以及接触角测量,分析处理前后纤维表面形态和结构的变化,得出在不同工艺参数下丝织物表面的全氟庚烷沉积率变化规律。结果表明, 纤维表面成功沉积致密膜层,织物表面水接触角增大,拒水性能极大地改善。     

氦等离子体接枝聚合棉织物的疏水改性

为赋予棉织物疏水性能,采用氦为气氛的低压射频辉光放电等离子体对棉织物进行一步法接枝聚合四甲基四乙烯基环四硅氧烷。考察氦等离子体处理压强、时间和功率对棉织物接枝聚合四甲基四乙烯基环四硅氧烷接枝率的影响,并对氦等离子体处理前后的棉织物进行红外光谱、X射线光电子能谱、热重、扫描电镜和疏水性能测试。结果表明：经氦等离子体处理后的棉纤维表面被一层均匀、致密的薄膜包覆,并具有较好的耐热稳定性;在等离子体处理时间为2～3 min、压强为20 Pa、功率为80 W时,四甲基四乙烯基环四硅氧烷单体在棉织物上接枝增重率为4?52％,织物的水接触角可达150°;红外光谱和XPS分析表明棉织物表面引入了新的Si—O键和Si元素。     

常压辉光放电引发聚乙烯纤维接枝丙烯酸

为提高聚乙烯(PE)纤维表面的亲水性,先在常压下用氦气辉光放电处理纤维,再接枝丙烯酸。对不同放电处理工作参数下PE纤维表面的接触角和接枝率变化进行规律性和原理分析。用IR和SEM、EDS分析处理前后PE纤维表面形态变化。实验结果表明:不同辉光放电处理工作参数下PE纤维表面接枝丙烯酸(AA)后使材料的接触角和接枝率呈现不同的规律性变化;经等离子体处理后接枝AA,在PE纤维表面成功引入了极性基团,显著提高了其亲水性。