电晕处理对超高分子量聚乙烯纤维表面性能的影响

对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维表面进行了电晕处理,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UHMWPE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,UHMWPE纤维表面含氧量增多,含氧基团数量与种类增加,表面浸润性得到改善,纤维与基体的界面粘结强度（Ts）提高幅度可达535％,短梁剪切强度TNOL提高了40％以上．     

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 %。     

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。     

离子基团对PBO 纤维的表面性能及其界面粘结性能的影响

PBO 作为增强纤维存在与环氧树脂基体界面粘结性能差的问题。通过在聚合过程中添加少量5-磺酸钠2间苯二甲酸部分替代对苯二甲酸与4 , 6-二氨基间苯二酚盐酸盐进行共聚, 合成了大分子链上含有离子基团的SPBO 共聚物, 并制得SPBO 初生纤维。通过接触角测试和XPS 研究了纤维的表面性能, 通过微脱粘实验和SEM评价了纤维与环氧树脂基体的界面粘结性能。结果表明: 与PBO 纤维相比, SPBO 纤维表面浸润性能提高, 表面含氮、氧量均增加, 与环氧树脂的界面剪切强度从8. 2 MPa 提高到10. 1 MPa , 提高了23 %。      

羟基基团对PBO纤维表面性能及界面粘结性能的影响

以2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)为改性单体,采用化学共聚改性的方法,合成了大分子链上含有羟基基团的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)与DHTA 的共聚物(DHPBO),并通过液晶纺丝技术得到了DHPBO 纤维。利用FTIR、接触角等分析手段对其化学结构和纤维表面性能进行了表征,并通过微脱粘实验和SEM评价了DHPBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度。结果表明：50 mol%DHTA的加入使水在PBO纤维表面的接触角由71.4° 减小到50.7°,乙醇在PBO纤维表面的接触角由37.2° 减小到27.4°;当DHTA含量为20 mol%时,DHPBO纤维的表面自由能增加到43.96 mJ/m2,比PBO纤维提高了23.83%。当 DHTA含量为10 mol%时,DHPBO纤维与环氧树脂的界面剪切强度为18. 87 MPa,比PBO纤维与环氧树脂的界面剪切强度提高了92.55%。     

离子基团对PBO纤维的表面性能及其界结性能的影响

PBO作为增强纤维存在与环氧树脂基体界面粘结性能差的问题.通过在聚合过程中添加少量5-磺酸钠-间苯二甲酸部分替代对苯二甲酸与4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐进行共聚,合成了大分子链上含有离子基团的SPBO共聚物,并制得SPBO初生纤维.通过接触角测试和XPS研究了纤维的表面性能,通过微脱粘实验和SEM评价了纤维与环氧树脂基体的界面粘结性能.结果表明: 与PBO纤维相比,SPBO纤维表面浸润性能提高,表面含氮、氧量均增加,与环氧树脂的界面剪切强度从8.2MPa提高到10.1Mpa,提高了23%.     

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％。     

芳纶纤维的磷酸表面处理及其树脂基复合材料界面性能

采取不同浓度的磷酸水溶液对芳纶纤维进行表面处理, 并对不同处理条件下芳纶纤维的单丝强度、表面性质及其环氧树脂复合材料的界面性能进行了分析和测试。结果表明: 20 wt %磷酸溶液处理的芳纶纤维, 纤维表面含氧官能团含量最高; 继续提高磷酸溶液的浓度, 含氧官能团含量下降, 纤维表面趋于平整, 单丝强度上升。用20 wt %磷酸溶液处理芳纶纤维, 纤维/ 环氧树脂基复合材料的层间剪切强度达到62 MPa , 界面剪切强度提高18 % , 是一种简单有效的表面处理方法。纤维表面粗糙度和纤维表面含氧官能团的数量是影响芳纶纤维/ 环氧树脂复合材料界面结合性能的关键因素。      

等离子体处理对聚乙烯纤维-环氧树脂粘结性能的影响EI

初步讨论了等离子体处理对聚乙烯纤维-环氧树脂粘接性能的影响。采用拔出实验测量了粘结强度,实验结果表明等离子体处理对粘结强度有显著改进,而对纤维抗拉强度和拉伸模量影响较小。     

低温等离子体表面处理对超高分子量聚乙烯纤维-环氧树脂粘接性能的影响及机理

超高分子量聚乙烯纤维与环氧树脂的粘接性能很差,给高性能轻型复合材料的研制带来困难。本文采用低温等离子体对纤维表面进行处理。结果表明,处理后的纤维表面能提高,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5-8倍。粘接性能改善的原因是:由表面引入的多种含氧基团所形成的化学键力,由表面刻蚀坑产生的机械嵌合力。      

GMT-PP复合材料的界面粘结状况与动态疲劳关系研究

采用动态疲劳试验研究了不同界面粘结状况的GMT-PP复合材料的疲劳行为。结果表明:GMT-PP界面粘结状况对其拉伸疲劳性能有明显的影响,界面粘结的改善有利于抗疲劳性的提高。进而通过扫描电镜的观察发现具有良好界面粘结的GMT-PP在静态拉伸时破坏形式为基体破坏,而动态拉伸疲劳破坏则以界面脱粘为主。由于界面粘结强度越高,界面脱粘过程越慢,因而,材料的抗疲劳性越好。      

电晕放电处理对高密度聚乙烯表面作用的研究

本文研究了高密度聚乙烯(HDPE)经电晕放电处理后表面形态及性能的变化,通过接触角测定、多重内反射红外光谱、扫描电镜、重量分析等手段,证实了多种气体均能在较短的时间内使HDPE的润湿性明显提高,含氧气体或非含氧气体都能对HDPE表面进行刻蚀,但它们有不同的刻蚀机理,含氧气体的放电处理可把含氧基团引入HDPE表面,且改变了HDPE表面的刻蚀过程。     

低温等离子体表面处理对超高分子量聚乙烯纤维-环氧树脂粘接性能的影响及机理

超高分子量聚乙烯纤维与环氧树脂的粘接性能很差,给高性能轻型复合材料的研制带来困难。本文采用低温等离子体对纤维表面进行处理。结果表明,处理后的纤维表面能提高,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5-8倍。粘接性能改善的原因是:由表面引入的多种含氧基团所形成的化学键力,由表面刻蚀坑产生的机械嵌合力。     

涂层及热处理状态对碳纤维机械性能的影响

本文系统研究了热处理对具有Ni、SiC、SiC-Ni双涂层的碳纤维机械性能的影响。结果表明,碳纤维拉伸强度随SiC涂层厚度增加而提高,涂SiC碳纤维断裂方式为纤维拔出型。经热处理后涂SiC碳纤维性能不下降。涂SiC-Ni碳纤维随热处理时间延长而缓慢下降,涂Ni碳纤维性能下降最快。分析了碳纤维性能下降的原因及碳纤维在不同条件下的断裂机制。     

聚乳酸表面处理的AFM观察及对细胞粘附性的影响

利用NaOH对溶液浇铸法制备的聚L-乳酸膜（PLLA）进行不同时间的表面处理,采用接触角仪和原子力显微镜（AFM）对处理前、后的材料表面进行亲水性和形貌表征,并初步研究了表面处理的材料对细胞粘附性的影响.结果表明,NaOH处理后的PLLA膜的亲水性明显改善,并且其表面平均粗糙度（Ra）由20 nm增加到40 nm～150 nm.成纤维细胞在改性后的材料表面的粘附和生长较改性前有了很大提高。     

界面粘结对PET／尼龙66共混物结晶行为和力学性能的影响

利用ＳＥＭ、ＤＳＣ等方法，比较了尼龙６和尼龙６６对ＰＥＴ结晶的异相成核作用，研究了界面粘结状况对ＰＥＴ／尼龙６６共混物结晶行为及力学性能的影响。结果表明，尼龙６６对ＰＥＴ结晶的成核能力优于尼龙６。虽然界面粘结听改善不利于ＰＥＴ／尼龙６６共混物的结晶，但是经明显提高了共混物的力学性能。     

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.     

碳纤维阳极表面处理对CF/MDF水泥复合材料性能影响研究

实验结果表明,碳纤维的阳极氧化表面处理是有效改善碳纤维/MDF水泥界面粘结性的方法,不经处理的碳纤维增强MDF水泥复合材料的性能比基体低,阳极氧化表面处理改善了碳纤维/MDF水泥界面的粘结性,使复合材料的性能提高.实验中根据复合材料性能随碳纤维阳极处理条件变化,得到了用于增强MDF水泥的沥青基碳纤维的最佳阳极处理电位.加入2.0wt%最佳电位下处理后的沥青碳纤维,可使CF/MDF水泥复合材料力性σ_f与α_k分别达到116.4MPa和1.63kJ/m2,它比基体对应性能分别提高30%和20%.