等离子体处理对芳纶性能的影响

芳纶作为增强材料在复合材料中有广泛的应用,其界面性能是影响其复合材料界面粘结性能的重要因素。分别采用H2、空气低温等离子体对芳纶表面进行了处理。研究了等离子体表面改性后芳纶性能的变化。结果表明:经低温等离子体处理后纤维表面张力增大,由46.0mN·m-1增加到63.2mN·m-1;表面极性增强,极性分数由58.0%提高到69.9%,而纤维单丝断裂强度未有明显变化。     

环氧树脂/多巴胺增强芳纶纤维界面性能

由于芳纶纤维表面光滑且呈现化学惰性,与环氧树脂等基体材料结合后界面性能较差。为此,采用多巴胺在不同时间下对改进型芳纶Ⅲ纤维表面进行改性处理,并研究了对环氧树脂/多巴胺改性芳纶纤维界面性能的影响。对扫描电子显微镜对纤维改性前后表面形貌进行表征,发现纤维改性后表面粗糙度提高,利于与环氧树脂间界面结合。利用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱对纤维改性前后基团和表面元素含量进行表征,改性后纤维表面活性基团增加,极性增强。通过热重分析表明聚多巴胺成功吸附在纤维表面。测量纤维表面接触角,改性后的接触角更小,有利于环氧树脂润湿纤维。采用横向丝束复合材料的拉伸强度表征环氧树脂/芳纶纤维的界面性能。最终确定了多巴胺浓度为2 g/L,在多巴胺溶液中处理4 h为最佳条件,在该条件拉伸强度比为改性前提高了28.06%,拉伸弹性模量提高了14.68%。     

低温氧等离子体处理对芳纶表面性能的影响

以氧气对芳纶Nomex纱线进行等离子体处理后发现,芳纶纱线的拉伸强力略有增加。利用x-射线光电子能谱（XPS）分析等离子体处理前后芳纶纱线表面的元素组成变化,发现氧气等离子体处理后在纱线的表面引入了-COOH,纱线表面碳元素的含量下降,总的含氧基团量（-C—OH,-C=0,-0-C-O-,-COOH）增加。扫描电镜（SEM）观察发现,氧等离子体处理对芳纶纱线的表面有明显的刻蚀作用。     

高能辐照对国产芳纶纤维/环氧复合材料界面性能影响

芳纶纤维因其表面惰性、光滑使其与树脂浸润性差,界面结合强度低。以环氧氯丙烷为介质1,采用60Coγ-射线辐照方法对国产芳纶纤维进行表面改性,以界面剪切强度（IFSS）和层间剪切强度（ILSS）表征芳纶/环氧复合材料界面结合性能。结果表明在400kGy辐照剂量下改性效果最好;经高能辐照处理的芳纶纤维表面能升高,并失去了原有的光滑表面,且纤维表面氧含量有大幅度提高,使得纤维表面活性增大。     

芳纶帘线表面处理及环境温度对芳纶帘线/橡胶界面破坏的影响

研究芳纶帘线表面处理及环境温度对芳纶帘线/橡胶界面破坏的影响.结果表明,与未处理及150 W氮等离子体处理8 min并结合浸胶工艺的试样相比,50 W空气等离子体处理5 min并结合浸胶工艺的芳纶帘线/橡胶粘合体系的最大H抽出力、最大H抽出力时的位移、抽出模量、初始裂纹形成功及裂纹扩展功较大,界面结合作用较理想.环境温度升高,粘合体系的最大H抽出力和抽出模量等呈下降趋势.     

纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维/EP复合材料界面性能的影响

研究了纳米SiO2对环氧树脂(EP)基体力学性能的影响,并进一步采用对位芳纶纤维(F-12)增强环氧树脂,制备了NOL环复合材料,通过复合材料层间剪切性能测试考核了F-12与环氧树脂之间的界面粘接性能.结果表明:环氧树脂中添加适量的纳米SiO2能够有效提高环氧树脂浇注体的拉伸强度、拉伸弹性模量、冲击强度.纳米SiO2的加入,可以有效改善F-12与环氧树脂基体之间的界面粘接性能,降低复合材料的空隙率,F-12/纳米SiO2(6%)-EP复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高约60.3%.     

芳纶/环氧复合材料性能研究

对国产芳纶Ⅲ/环氧及F-12/环氧复合材料的力学性能,与绝热层材料的相容性、3个热常数、微观断裂形貌等进行了系统地测试、比对和分析.结果表明,芳纶Ⅲ复合材料的抗弯曲、压缩、剪切和横向拉伸性能均低于相应的F-12复合材料,但具有优越的抗纵向拉伸强度,其抗纵向拉伸强度比F-12复合材料高约13.9%;芳纶复合材料与丁腈橡胶的抗两板剪切性能略高于芳纶复合材料与三元乙丙橡胶的抗两板剪切性能.总体上来说,芳纶复合材料属于隔热性能较好的材料,但其抗剪性能、纵向抗压性能较差.SEM可观察到芳纶复合材料破坏断口呈"皮芯"抽离和纤维撕裂的破坏特征.     

等离子体处理对芳纶帘线/橡胶复合材料界面的影响

研究了等离子体的处理功率、处理时间和气氛以及芳纶帘线浸胶处理与否对芳纶帘线／橡胶复合材料界面的影响。结果表明,经过等离子体处理后,未浸胶芳纶帘线在H抽出时发生界面破坏,而结合浸胶处理．H抽出时破坏由橡胶基体逐步向芳纶帘线发展,橡胶基体能有效地通过界面向芳纶帘线表面传递应力;最佳的等离子体处理条件是在空气气氛中,处理功率为50w,处理时间为5min。     

紫外老化对芳纶／环氧复合材料性能和结构的影响

通过紫外老化试验（温度（40±5）℃,湿度40％）,研究了芳纶、环氧及其复合材料的力学性能、玻璃化转变温度、失重随老化时间的变化,并用红外光谱分析了芳纶的结构变化。结果表明：经紫外老化后,芳纶／环氧的拉伸强度、失重率有明显的变化,芳纶结构和复合材料的玻璃化转变温度无明显的变化。     

氮气等离子体处理对芳纶与橡胶粘合性能的影响

研究氮气等离子体处理对芳纶帘线表面形态及其与橡胶粘合性能的影响。结果表明,氮气等离子体处理可在一定程度上提高芳纶帘线与橡胶的粘合性能;芳纶经氮气等离子体处理后再结合浸胶,粘合强度显著提高;高功率、长时间处理有利于芳纶帘线与橡胶粘合性能的提高,但会使芳纶帘线的强度下降。适宜处理条件为：功率100～125W,时间5～7min。     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

芳纶、碳纤维混杂工艺对环氧复合材料拉伸性能的影响

研究了铺层参数及纤维表面处理对芳纶纤维、碳纤维混杂增强环氧复合材料(简称混杂复合材料)纵向拉伸性能的影响。结果表明，该混杂复合材料的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值，表现出明显的混杂负效应。铺层顺序对材料纵向拉伸强度及断裂伸长率有显著影响，界面数越多，纵向拉伸强度和断裂伸长率越大；界面粘接性能的改善可提高混杂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率，但对它的弹性模量没有显著影响。     

环氧树脂/芳纶布复合材料性能研究与应用

研究了3233环氧树脂/796芳纶布复合材料的力学性能。结果表明,3233环氧树脂/796芳纶布复合材料的常规性能和耐热性较好,采用模压法和热压罐法成型的层压板性能相当,夹层板的滚筒剥离强度高,树脂基体具有韧性,扫描电镜观察发现复合材料的界面粘接情况良好。该预浸料已用于直升机次承力结构。     

芳纶纤维/环氧树脂预浸料界面相容性的方法探究

预浸料要求树脂基体和增强纤维具有良好的匹配性,为了提高芳纶纤维/环氧树脂预浸料的界面相容性,本文从芳纶纤维表面改性及增韧技术两个方面进行综述,讨论了芳纶纤维物理改性和化学改性方法的优缺点,分析了界面增韧及环氧树脂基体的不同增韧途径,重点介绍了聚氨酯/环氧树脂互穿网络体系.认为芳纶纤维的偶联剂表面处理和聚氨酯增韧环氧树脂相结合,是提高芳纶纤维/环氧树脂预浸料层间剪切强度的的可行途径.     

放电等离子烧结钛/氧化铝的界面反应

研究了用放电等离子烧结的Ti/Al2O3在1 200℃和30MPa条件下界面反应特性,用X射线衍射和电子探针微区分析了界面反应类型.结果表明:Ti/Al2O3界面反应为反应扩散型,即氧化铝首先发生分解,分解出的Al原子扩散进入Ti中,扩散距离约为62 μm,界面处Al原子的摩尔分数x高达42.49%,Ti与Al在界面区发生反应,在贫Al区生成Ti3Al相,贫Ti区生成TiAl相等界面产物,O原子固溶于Ti中.     

用红外光谱法研究环氧树脂基体的固化特性

用红外光谱法研究了芳纶抗弹复合材料中改性Ｆ－４６环氧树脂基体的固化特性,用环氧基团相对浓度的变化速率表征环氧树脂基体的固化反应速率。研究了环氧树脂基体的固化反应速率随固化剂含量、固化反应温度的变化规律;根据固化反应过程中环氧树脂基体的环氧基、酯基和醚基等各活性基团相对浓度的变化情况,探讨了环氧树脂基体的固化反应机理。     

芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料成型工艺研究

成型工艺直接影响复合材料的性能。本文考察了芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料模压成型工艺的预成型时间、模压温度、模压压强、模压时间等因素对复合材料拉伸强度的影响。结果表明,预成型时间4h,模压温度170℃,模压压强为4MPa,模压时间为30m in的工艺条件下可制备拉伸强度为35 MPa的芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料。     

水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响

采用氢氧化钾稀溶液对F-12纤维进行表面处理,将—COOK离子对引入到F-12纤维表面,进而引发不同接枝单体的接枝,并分析了不同接枝单体和接枝时间等对F-12纤维拉伸强度及其环氧复合材料层间剪切强度的影响。研究表明,在温和条件下将—COOK离子对引入到F-12纤维表面,引发环氧氯丙烷接枝,可以提高F-12纤维/环氧复合材料的层间剪切强度。     

环氧树脂/芳纶纤维预浸料的质量控制试验方法研究

测定了环氧树脂／芳纶纤维预浸料的固化度（红外法）、不可溶分含量及其复合材料的力学性能与储存时间的关系。结果表明,固化度、不可溶分含量与储存时间之间在９５％的置信条件下呈显著的线性关系。固化度、不可溶分含量可以作为预浸料的质量控制参数,其试验方法可用于预浸料的质量控制。     

利用低温等离子体进行聚砜膜的表面改性

利用低温等离子体引发接枝反应,在表面带负电的聚砜膜上引入带正电的单体聚合物,从而减少膜表面净电荷.通过测定膜的电渗流量来确定其表面电荷以作为膜表面改性效果的定量评价标准.考察了照射时间、照射功率和接枝反应时间对膜改性效果的影响,并对比了原膜与改性膜的膜污染特性.结果表明,改性后的膜表面净电荷减少,抗污染特性提高.