聚对苯撑苯并二噁唑纤维含水率对其直接氟化表面改性效果的影响

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有极其优异的力学性能与耐高温性能,因此被广泛应用于复合材料。但是由于自身的化学惰性,PBO纤维与树脂的粘接性能较差,其在先进树脂基复合材料领域的应用受到限制。文中首次采用直接氟化对PBO纤维进行表面改性,并通过控制PBO纤维的含水率研究了水分对PBO纤维直接氟化表面改性效果的影响。通过X射线光电子能谱、红外光谱与扫描电子显微镜研究了不同含水率的PBO纤维在直接氟化后的表面化学结构与物理形貌。研究结果表明,氟化PBO纤维表面极性基团明显增加,并且随着含水率的增大,氟化反应生成的极性基团比例(包括COOH和C-F)从4. 93%下降到0. 76%。单丝拔出结果表明,随着PBO纤维含水率的增加,其氟化后与环氧树脂的界面粘接强度从27. 1 MPa降低到21. 4 MPa,但均高于原始PBO纤维的19. 6 MPa。     

超高分子量聚乙烯纤维表面改性的研究进展

介绍了超高贫子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的各种表面改性方法,如低温等离子体改性、辐照接枝改性、化学氧化法改性等,重点讨论了这些方法对纤维复合材料的粘接性能和力学性能的影响,并对主要的纤维表面改性方法所具备的工艺特点、处理效果以及成本等作了对比分析,特别关注了近年来UHMWPE纤维的各种表面改性技术的进展,介绍了改性UHMWPE纤维的性能表征方法,对超高分子量聚乙烯纤维表面改性技术的工业化应用提出建议.     

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。     

氩气低温等离子体处理对PBO纤维的表面改性

采用低温等离子体表面处理技术对聚苯撑苯并二口恶唑(PBO)纤维表面进行改性.选用氩气作为处理气氛,研究了气压、功率和处理时间等参数对纤维表面性质的影响.采用FT-IR和SEM等方法对处理前后纤维表面化学结构及形态结构进行了表征,并通过单丝拔出试验测定了改性前后PBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度(IFSS),对纤维与树脂的界面粘结性进行了初步评价.同时,采用液滴形状法对纤维表面亲水性进行了表征.通过研究发现,经低温氩气等离子处理后,PBO纤维表面亲水性增强,PBO纤维/环氧树脂的IFSS较未处理样品提高了42%.     

PBO纤维性能及表面改性的研究进展

目的综述聚对苯撑苯并二唑(PBO)纤维的性能及其表面改性方法的研究进展。方法从PBO纤维的力学性能、热稳定性、化学稳定性及光稳定性等方面进行简单说明;从化学表面刻蚀、共聚改性、偶联剂处理、等离子体处理、辐射处理及生物载体处理等对PBO纤维表面改性方法进行阐述。结果 PBO纤维性能优异,但纤维表面化学惰性极强,必须对其进行表面改性;各种改性方法各有优缺点。结论目前的PBO纤维表面改性方法仍然存在较多的不足,有待发现一种环保且高效的改性方法。     

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。     

用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性

用常压空气介质阻挡放电等离子体在PBO纤维表面接枝聚氨酯,研究了上浆剂对接枝反应的影响。对接枝改性后的PBO纤维的XPS分析结果表明,等离子体接枝聚氨酯改性使PBO纤维表面的化学组成发生了很大的变化。与DBD单独处理相比,接枝改性后的PBO纤维出现了更多的羧基,其提高值为64%~189%(不含上浆剂时)、102%~184%(含上浆剂时),为其与其它材料之间的化学键合提供了条件。接枝反应不受上浆剂的影响,等离子体接枝反应破坏了表面PBO分子的噁唑环。通过ATR-FTIR发现,带上浆剂的PBO纤维接枝前后噁唑环的特征峰没有变化,因此在近表面尺度的PBO分子没有破坏的依据;而在不含上浆剂的接枝改性PBO纤维上能检测到噁唑环的破坏,表明上浆剂能阻止等离子体对纤维近表面层的破坏。     

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 %。     

超高分子量聚乙烯纤维的等离子体表面处理

本文采用低温等离子体对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理,以改善其与环氧树脂的粘接性能,为进一步研制高性能轻型复合材料提供科学依据。实验结果表明处理后的纤维表面能大大提高,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近5—10倍。本文进一步分析了粘接性能改善的原因,并对粘接强度做出贡献的各种作用进行了综合的定量分析。     

PLASMA SURFACE TREATMENT OF ULTRA-HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE FIBRES YUAN Chaoting GAO Shangling MU Qiwu(Chongqing Institute of Architecture and Engineering)——DING Yiping(Textiel Academy,Ministry of Textile Industry)

本文采用低温等离子体对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理,以改善其与环氧树脂的粘接性能,为进一步研制高性能轻型复合材料提供科学依据。实验结果表明处理后的纤维表面能大大提高,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近5—10倍。本文进一步分析了粘接性能改善的原因,并对粘接强度做出贡献的各种作用进行了综合的定量分析。