PBO纖維表面常壓等離子體處理研究.pdf

1、PBO纖維是一種液晶雜環(huán)聚合物，是繼Kevlar纖維之后的新一代超高性能纖維，也是目前綜合性能最好的有機(jī)纖維。由于其優(yōu)異的力學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕性，耐熱性能在軍事防護(hù)服，通信材料，耐熱防護(hù)服和體育用品中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于其表面的惰性，和復(fù)合材料的粘結(jié)性能很差，嚴(yán)重限制了纖維的應(yīng)用，因此對(duì)PBO纖維廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵就是表面改性。
　　 本文主要是用實(shí)驗(yàn)室自行研發(fā)、設(shè)計(jì)的常壓等離子體連續(xù)處理裝置(PLA-PLA)對(duì)PBO纖維表面

2、進(jìn)行改性處理，并通過接觸角、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、以及界面剪切強(qiáng)度(IFSS)等測試手段來研究等離子體處理時(shí)間、放電功率以及氣體組成對(duì)PBO纖維表面浸潤性能、表面形貌、表面粗糙度以及界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響及變化規(guī)律。結(jié)果表明：(1)在處理時(shí)間小于3 min，放電功率低于400W的時(shí)候，等離子體處理后纖維表面的接觸角降低了(接觸角從84.7°降低到了68.38°)，但是當(dāng)處理時(shí)間超過3 min，功率高于400W的時(shí)候，接

3、觸角又逐漸增大了；(2)短時(shí)間和低功率的處理在纖維表面引入了很多刻蝕坑和裂紋，使得纖維表面變得粗糙，長時(shí)間和高功率的處理反而使纖維表面出現(xiàn)了溶脹，粗糙度降低等現(xiàn)象，這說明長時(shí)間和高功率的處理會(huì)使纖維刻蝕過度，損傷嚴(yán)重。相應(yīng)地，IFSS測試的結(jié)果表明短時(shí)間和低功率的等離子體處理使得復(fù)合材料的粘結(jié)性能改善了，而長時(shí)間和高功率的處理反而使復(fù)合材料的粘結(jié)性降低了。通過接觸角和IFSS測試的結(jié)果可以得出等離子體處理的最佳條件為3min，400W，

4、另外還可以得出氣體組成(Ar/O2)的最佳比為100:1。
　　 本文用接觸角測試對(duì)PBO纖維的處理實(shí)效性進(jìn)行了研究，將等離子體處理后的纖維置于空氣中可以發(fā)現(xiàn)接觸角隨著放置時(shí)間的延長而增加了，但當(dāng)放置時(shí)間達(dá)到65 h的時(shí)候，接觸角的增加趨勢變緩。
　　 本文還用X-射線光電子能譜(XPS)、紅外(FTIR)以及層間剪切強(qiáng)度(ILSS)分析了等離子體處理前后纖維表面的元素組成以及粘結(jié)強(qiáng)度的變化。結(jié)果表明：(1)等離子體處理