pbo纤维等离子体改性及复合材料界面性能的研究

《pbo纤维等离子体改性及复合材料界面性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士学位论文摘要复合材料的界面是极为重要的微结构，作为增强材料与基体的连接桥梁和外加载荷从基体向增强材料传递的纽带，界面的组成、性能、结合方式以及界面结合强度对复合材料的力学性能和破坏行为有重大影响。通过控制界面层结构来调整界面性能以适应不同环境的需要是纤维增强聚合物基复合材料的研究目的之一，而对其界面性能的研究一直是材料科学与工程领域中一个十分活跃的分支。本文对复合材料界面改性的设计思想是针对PBO纤维的表面惰性，利用氧气等离子体对PBO纤维的表面进行改性处理，以此改变纤维的浸润性能、纤维与树脂间的键合及纤维与树脂间的机械嵌合

2、作用，来提高复合材料的界面粘结强度，并对改性前后PBO纤维增强聚芳醚砜酮(PPESK)树脂基复合材料的界面性能进行分析研究。具体工作如下：采用射频感性耦合等离子体(ICP)在氧气氛围中处理PBO纤维：(1)在处理功率为200W的条件下对PBO纤维分别进行5，lO，15，20和25min的处理；(2)在功率为100，200，300和400W条件下各处理PBO纤维15min。利用湿法缠绕成型工艺制作PBO纤维／PPESK复合材料预浸料，并在高温下采用模压成型工艺将预浸料制作成复合材料单向板。采用XPS、AFM和DCAA表征了氧气等离子体处理前后

3、PBO纤维表面元素组成和极性基团的变化，表面形貌和表面粗糙度以及表面自由能的变化。采用层间剪切强度(ILSS)测试、吸水率测试和SEM分析研究了氧气等离子体处理对PBO纤维增强PPESK树脂基复合材料界面粘结性能的影响。通过分析ILSS测试结果，对氧气等离子体改性处理的条件进行了优化，总结出经氧气等离子体在200W功率下处理15min后的PBO纤维增强PPESK树脂基复合材料界面的粘结强度最高，界面性能提高幅度最大，层问剪切强度达到了47．67MPa，增幅达到46％，复合材料的界面粘结性能得到了明显改善。关键词：PBO纤维；复合材料；氧气等

4、离子体处理；表面；界面PB0纤维等离子体改性及复合材料界面性能的研究StudyOilPBOFiberPlasmaModificationandCompositeInterracialPropertiesAbstractCompositematerials’interfaceiSallextremelyimportantmicrostructure，asthebridgeofreinforcingmaterialsandthematrixmaterialsandalsothetieofloadtransmissionfromthematrix

5、materialstoreinforcingmaterials，theinterfacecomposition，performance，bindingmode，andtheinterfacebondingstrengthhaveasignificantimpactonthemechanicalpropertiesofcompositematerialsandthedestructionbehavior．Bycontrollingtheinterraciallayerstructuretoadjusttheinterracialpropert

6、iesinordertoadapttotheneedsofdifferentenvironmentsisonepurposeoffiber-reinforcedpolymermatrixcompositematerials，andstudyingontheirinterracialpropertieshasbeenaveryactivebranchinthefieldofmaterialsscienceandengineering．Inthispaper，inordertochangethefiberwettability，fiberand

7、resinbondingandmechanicalchimerismtoimprovetheinterfacebondstrength，thethoughtofcompositeinterfacemodificationistheuseofoxygenplasmaonthesurfacemodificationofPBOfiber，PBOfiber(beforeandaftersurfacemodification)reinforcedPPESKmatrixcompositesinterfaceperformancewasalsoanaly

8、zed．Specifictasksareasfollows：usingInductivecoupledplasmaOcP)intheoxygenatmospheretotreat