探究介质阻挡放电等离子体改性芳纶纤维的界面性质的研究

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3、I犬学硕士学位论文作者王璧犍完成日期2QQZ生主旦三日专授予学位日期生旦．—且四川大学硕士学位论文介质阻挡放电等离子体改性芳纶纤维的界面性质的研究研究生：王或婕化学工程专业指导教师：戴晓雁教授芳纶纤维是高度取向、高度结晶的合成线型高分子，由于其具有高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀以及良好的耐冲击性能，因此作为一种增强材料，它在航空航天、汽车、造船和特种品开发等领域有着越来越广阔的应用前景。但是由于芳纶纤维特殊的组织结构，其表面较低的浸润性和极性是影响与树脂胶体相粘结的主

4、要原因。因此，为了充分发挥芳纶优异的力学性能，对芳纶表面进行改性处理，改善芳纶增强复合材料的界面结合状况成为材料学界研究的7一个热点。为了提高芳纶纤维的界面粘结程度，常常采用化学方法或物理方法对纤维表面进行改性处理。主要包括化学表面刻蚀、化学表面接枝、等离子体处理、Y．射线辐射、表面涂层法等。在所有这些方法中，等离子法对环境污染小，能够激发常规条件下无法激发的反应，并且对纤维的作用深度仅涉及浅表层，不影响纤维基体性能。它主要是通过等离子体技术对纤维表面进行刻蚀和清洗，并在纤维表面引入活性基团的表面改性技术

5、。作为等离子体放电的一种，介质阻挡放电等离子体可实现常压放电连续处理，为工业化生产的实施提供了可能，因此是应用前景最广的纤维表面改性处理方法。本文通过介质阻挡放电等离子体，选择不同放电功率和处理时间对芳纶纤维进行了表面改性处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、浸润性实验以及x射线光电子能谱(XVS)对纤维表面进行表征。在万能力学测试机上对改性前后的芳纶纤维进行了拉伸强度的力学性能对比，并且使用单纤维抽拔法对改性前后的芳纶纤维界面剪切强度、即粘结性能进行了评价。四川大学硕士学位论文通过一系列的实验和分析，得到

6、如下一些结论：(1)扫描电子显微镜(SEM)表明冷等离子体改性后的芳纶纤维比未改性时表面粗糙程度大大增加、比表面积增大、提高了纤维与基体的机械结合力；x射线光电子能谱(XPS)表明冷等离子体改性后的芳纶表面引入了大量的含氧基团，氧元素含量提高，使得在浸润性实验中，水分子能够以氢键的形式更好地同改性后的芳纶结合，并且冷等离子体在芳纶表面形成的刻蚀和沟槽使水分子更易保留在纤维毛细孔中，因此使纤维表面亲水性更强、浸润性更好、更易于与基体结合。(2)空气等离子体在放电初期在纤维表面引入含氧基团，随着纤维停留时间的

7、延长，等离子体刻蚀纤维表面，增加了纤维的粗糙度；并且停留时间越长，表面引入的含氧基团就越容易被刻蚀脱落，致使表面更加粗糙。(3)等离子体处理对纤维本身的整体性能，尤其是机械性能的影响非常小，经过统计分析得到力学性能指标基本不变的结论；等离子体处理后纤维／环氧树脂的界面剪切强度大大增加，说明等离子体对芳纶纤维进行表面处理后，大量引入的含氧基团同基体相互作用，并且处理后的纤维表面非常粗糙，增大了同基体的结合力，使得界面剪切强度明显增加。关键词：芳纶纤维介质阻挡放电等离子体浸润性界面性能拉伸强度剪切强度’Ⅱ四川

8、大学硕士学位论文TheStudyonInterracialPropertiesofAramidFiberModifiedwithAirPlasmaMethodofDielectricBarrierDischargeSpecialty：ChemicalEngineeringPostgraduate：WangYujieSupervisor：ProfessorDaiXiaoyanAramidfiberisa∞∞p删lineardlainmacromoleculeofhighcrystallizationandh

9、ighorientation,a8ard∞jbrcccomposite,itcanhaveaprospectusedextensivelyinthefieldsofaviation,automobile,shipbuildingandexploitureofspecialtype墒bcc㈣ofhighsh％垂h，highmodulus，hightemperature-resistance，goodcorrosion-resistanceandgoodimpactresistance。Asthespecia

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